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KR102568266B1 - Purified 2,5-furandicarboxylic acid pathway products - Google Patents

Purified 2,5-furandicarboxylic acid pathway products Download PDF

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KR102568266B1
KR102568266B1 KR1020207003061A KR20207003061A KR102568266B1 KR 102568266 B1 KR102568266 B1 KR 102568266B1 KR 1020207003061 A KR1020207003061 A KR 1020207003061A KR 20207003061 A KR20207003061 A KR 20207003061A KR 102568266 B1 KR102568266 B1 KR 102568266B1
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oxidation
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헨리쿠스 요하네스 코르넬리스 덴 오우덴
발레리 소콜로브스키
토마스 알. 보우씨에
게리 엠. 다이아몬드
에릭 엘. 디아스
광 주
스타판 토르셀
빈센트 제이. 머피
Original Assignee
스토라 엔소 오와이제이
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Abstract

본 개시내용은 2,5-푸란디카르복실산 (FDCA)의 정제를 위한 방법을 제공한다. 본 개시내용은 정제된 FDCA의 결정질 제제, 뿐만 아니라 그의 제조 방법을 추가로 제공한다. 게다가 본 개시내용은 FDCA의 정제를 위한 방법에 사용되는 혼합물을 제공한다.The present disclosure provides methods for the purification of 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA). The present disclosure further provides crystalline preparations of purified FDCA, as well as methods for their preparation. Moreover, the present disclosure provides mixtures used in methods for the purification of FDCA.

Figure R1020207003061
Figure R1020207003061

Description

정제된 2,5-푸란디카르복실산 경로 생성물Purified 2,5-furandicarboxylic acid pathway products

공동 연구 협약 당사자Parties to joint research agreement

개시된 대상 및 청구된 발명은 청구된 발명이 이루어진 일자에 및/또는 이전에 효력이 있는 레노비아, 인크.(Rennovia, Inc.) 및 스토라 엔소 오이즈(Stora Enso Oyj)의 공동 연구 협약에 의해 또는 그 대신에 및/또는 그와 관련하여 이루어졌고, 청구된 발명은 상기 협약의 범주 내에서 수행되는 활동의 결과로서 이루어졌다.The disclosed subject matter and claimed invention are covered by a joint research agreement between Rennovia, Inc. and Stora Enso Oyj in effect on and/or prior to the date the claimed invention was made. was made instead of and/or in connection with it, and the claimed invention was made as a result of activities undertaken within the scope of the above agreement.

본 개시내용은 정제된 2,5-푸란디카르복실산 경로 생성물을 제조하기 위해 2,5-푸란디카르복실산 경로 생성물로부터 불순물을 제거하는 방법 및 혼합물에 관한 것이다. 일부 실시양태에서, 방법은 5-포르밀푸란-2-카르복실산의 환원 및 제거를 포함한다. 일부 실시양태에서, 방법은 히드록시메틸푸란카르복실산의 제거를 포함한다. 일부 실시양태에서, 혼합물은 5-포르밀푸란카르복실산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 혼합물은 히드록시메틸푸란카르복실산을 포함한다.The present disclosure relates to mixtures and methods for removing impurities from 2,5-furandicarboxylic acid pathway products to produce purified 2,5-furandicarboxylic acid pathway products. In some embodiments, the method comprises reduction and removal of 5-formylfuran-2-carboxylic acid. In some embodiments, the method includes removal of hydroxymethylfurancarboxylic acid. In some embodiments, the mixture includes 5-formylfurancarboxylic acid. In some embodiments, the mixture includes hydroxymethylfurancarboxylic acid.

푸란-2,5-디카르복실산 (FDCA)은 산업적으로 중요한 화합물이다. 예를 들어, FDCA는 산업용 품질 폴리에스테르로 중합될 수 있다. 그러나, FDCA를 제조하는데 사용되는 방법은 종종 불순물을 함유하는 FDCA 생성물을 생성한다. 이러한 불순물은 5-포르밀푸란-2-카르복실산 (FFCA)을 포함한다. 불순물은 FDCA로부터 제거하기가 어려울 수 있다. 불순물을 함유하는 FDCA 생성물은 바람직하지 않은 색체의 형성을 초래할 수 있다. 색체는 착색 물질 및 또한 착색 물질에 대한 전구체 (예를 들어, 전구체는 중합 반응 동안 착색 물질로 전환될 수 있음)를 포함한다. 색체는 FDCA의 제조 중에 5-히드록시메틸푸르푸랄 (HMF)의 산화로부터의 반응 중간체 또는 부산물로부터 형성되는 것으로 알려져 있다. 공지된 색체 형성 불순물은 5-포르밀푸란-2-카르복실산 (FFCA)이며, HMF의 FDCA로의 산화 동안 형성되는 중간체 구조이다. FDCA로부터 불순물을 제거하는 방법에 대한 필요성이 존재한다.Furan-2,5-dicarboxylic acid (FDCA) is an industrially important compound. For example, FDCA can be polymerized into industrial quality polyesters. However, the methods used to make FDCA often result in FDCA products containing impurities. These impurities include 5-formylfuran-2-carboxylic acid (FFCA). Impurities can be difficult to remove from FDCA. FDCA products containing impurities can lead to the formation of undesirable color bodies. A color body includes a coloring material and also a precursor to the coloring material (eg, a precursor may be converted to a coloring material during a polymerization reaction). Color bodies are known to form from reaction intermediates or by-products from the oxidation of 5-hydroxymethylfurfural (HMF) during the manufacture of FDCA. A known color-forming impurity is 5-formylfuran-2-carboxylic acid (FFCA), an intermediate structure formed during the oxidation of HMF to FDCA. A need exists for a method of removing impurities from FDCA.

한 측면에서, 본 개시내용은,In one aspect, the disclosure provides

FDCA 및 5-포르밀푸란카르복실산 (FFCA)을 포함하는 FDCA 경로 생성물을, FFCA를 히드록시메틸푸란카르복실산 (HMFCA)으로 환원시키기 위한 반응 혼합물을 형성하는데 충분한 조건 하에 불균질 환원 촉매 및 용매의 존재 하에 수소와 접촉시키고, 정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하는 단계A heterogeneous reduction catalyst under conditions sufficient to form a reaction mixture for reducing FDCA pathway products comprising FDCA and 5-formylfurancarboxylic acid (FFCA) to reduce FFCA to hydroxymethylfurancarboxylic acid (HMFCA) and Contacting with hydrogen in the presence of a solvent to produce a purified FDCA pathway product

를 포함하며;includes;

여기서 정제된 FDCA 경로 생성물은 FDCA, HMFCA, 10% 몰 불순도 미만의 FFCA, 10% 몰 불순도 미만의 5-메틸-2-푸로산 (MFA), 및 10% 몰 불순도 미만의 테트라히드로푸란-2,5-디카르복실산 (THFDCA)을 포함하고;The FDCA pathway products purified herein include FDCA, HMFCA, FFCA with less than 10% molar impurity, 5-methyl-2-furoic acid (MFA) with less than 10% molar impurity, and tetrahydrofuran with less than 10% molar impurity. -2,5-dicarboxylic acid (THFDCA);

용매는 물 및 수혼화성 비양성자성 유기 용매를 포함하는 다성분 용매이고;The solvent is a multi-component solvent comprising water and a water-miscible aprotic organic solvent;

불균질 환원 촉매는 고체 지지체 및 Cu, Ni, Co, Pd, Pt, Ru, Ag, Au, Rh, Os, Ir 및 그의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속을 포함하는 것인,Wherein the heterogeneous reduction catalyst comprises a solid support and a metal selected from the group consisting of Cu, Ni, Co, Pd, Pt, Ru, Ag, Au, Rh, Os, Ir and any combination thereof.

정제된 2,5-푸란디카르복실산 (FDCA) 경로 생성물을 제조하는 방법에 관한 것이다.A method for producing a purified 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA) pathway product.

정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 하여 90% 초과의 FDCA를 포함할 수 있다. 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 하여 95% 초과의 FDCA를 포함할 수 있다. 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 하여 99% 초과의 FDCA를 포함할 수 있다. 정제된 FDCA 경로 생성물은 0.1 내지 5% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 몰 순도로 FFCA를 포함할 수 있다.A purified FDCA pathway product may contain greater than 90% FDCA on a molar purity basis. A purified FDCA pathway product may contain greater than 95% FDCA on a molar purity basis. A purified FDCA pathway product may contain greater than 99% FDCA on a molar purity basis. The purified FDCA pathway product may include FFCA in a molar purity ranging from 0.1 to 5% or any number in between.

정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 하여 5% 미만의 FFCA를 포함할 수 있다. 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 하여 1% 미만의 FFCA를 포함할 수 있다. 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 하여 0.5% 미만의 FFCA를 포함할 수 있다. 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 하여 0.1% 미만의 FFCA를 포함할 수 있다. 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 하여 0.05% 미만의 FFCA를 포함할 수 있다.A purified FDCA pathway product may contain less than 5% FFCA on a molar purity basis. A purified FDCA pathway product may contain less than 1% FFCA on a molar purity basis. A purified FDCA pathway product may contain less than 0.5% FFCA on a molar purity basis. A purified FDCA pathway product may contain less than 0.1% FFCA on a molar purity basis. A purified FDCA pathway product may contain less than 0.05% FFCA on a molar purity basis.

정제된 FDCA 경로 생성물은 0.1 내지 5% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 몰 순도로 MFA를 포함할 수 있다. 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 하여 5% 미만의 MFA를 포함할 수 있다. 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 하여 1% 미만의 MFA를 포함할 수 있다. 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 하여 0.1% 미만의 MFA를 포함할 수 있다.The purified FDCA pathway product may include MFA in a molar purity ranging from 0.1 to 5% or any number in between. A purified FDCA pathway product may contain less than 5% MFA on a molar purity basis. The purified FDCA pathway product may contain less than 1% MFA on a molar purity basis. The purified FDCA pathway product may contain less than 0.1% MFA on a molar purity basis.

정제된 FDCA 경로 생성물은 0.1% 내지 0.9% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 몰 순도로 THFDCA를 포함할 수 있다. 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 하여 0.9% 미만의 THFDCA를 포함할 수 있다. 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 하여 0.5% 미만의 THFDCA를 포함할 수 있다. 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 하여 0.1% 미만의 THFDCA를 포함할 수 있다.The purified FDCA pathway product may include THFDCA in a molar purity ranging from 0.1% to 0.9% or any number in between. A purified FDCA pathway product may contain less than 0.9% THFDCA on a molar purity basis. A purified FDCA pathway product may contain less than 0.5% THFDCA on a molar purity basis. A purified FDCA pathway product may contain less than 0.1% THFDCA on a molar purity basis.

FFCA로부터 환원된 HMFCA의 수율은 25% 초과일 수 있다. FFCA로부터 환원된 HMFCA의 수율은 40% 초과일 수 있다. FFCA로부터 환원된 HMFCA의 수율은 75% 초과일 수 있다. FFCA로부터 환원된 HMFCA의 수율은 90% 초과일 수 있다. FFCA로부터 환원된 HMFCA의 수율은 95% 초과일 수 있다. FFCA로부터 환원된 HMFCA의 수율은 99% 초과일 수 있다.The yield of reduced HMFCA from FFCA can be greater than 25%. The yield of reduced HMFCA from FFCA can be greater than 40%. The yield of reduced HMFCA from FFCA can be greater than 75%. The yield of reduced HMFCA from FFCA can be greater than 90%. The yield of reduced HMFCA from FFCA can be greater than 95%. The yield of reduced HMFCA from FFCA can be greater than 99%.

고체 지지체는 탄소, 이산화지르코늄, 이산화티타늄, 탄화규소, 이산화규소, Al2O3, 및 그의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 불균질 환원 촉매는 촉진제를 추가로 포함할 수 있다. 촉진제는 Ti, Zr, Cr, Mo, W, Mn, Ru, Cu, Zn, Sb, Bi, Sn, Au, Ag, Pb, Te, 및 그의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 고체 지지체는 성형된 다공성 탄소 지지체일 수 있다. 고체 지지체는 성형된 다공성 탄소 지지체일 수 있다. 고체 지지체는 이산화지르코늄일 수 있다. 고체 지지체는 이산화티타늄일 수 있다. 고체 지지체는 탄화규소일 수 있다. 고체 지지체는 이산화지르코늄 및 이산화티타늄의 조합일 수 있다. 고체 지지체는 200 m2/g 미만이나 0은 아닌 표면적을 가질 수 있다.The solid support may be selected from the group consisting of carbon, zirconium dioxide, titanium dioxide, silicon carbide, silicon dioxide, Al 2 O 3 , and any combination thereof. The heterogeneous reduction catalyst may further comprise a promoter. The promoter may be selected from the group consisting of Ti, Zr, Cr, Mo, W, Mn, Ru, Cu, Zn, Sb, Bi, Sn, Au, Ag, Pb, Te, and any combination thereof. The solid support may be a shaped porous carbon support. The solid support may be a shaped porous carbon support. The solid support may be zirconium dioxide. The solid support may be titanium dioxide. The solid support may be silicon carbide. The solid support may be a combination of zirconium dioxide and titanium dioxide. The solid support may have a surface area less than 200 m 2 /g but non-zero.

수혼화성 비양성자성 유기 용매는 테트라히드로푸란, 글림, 디옥산, 디옥솔란, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드, 술폴란, 아세톤, N-메틸-2-피롤리돈 ("NMP"), 메틸 에틸 케톤 ("MEK"), 및 감마-발레로락톤으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 수혼화성 비양성자성 유기 용매는 에테르일 수 있다. 수혼화성 비양성자성 유기 용매는 경질 수혼화성 유기 용매 및 중질 수혼화성 유기 용매로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.Water-miscible aprotic organic solvents are tetrahydrofuran, glyme, dioxane, dioxolane, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, sulfolane, acetone, N-methyl-2-pyrrolidone ("NMP"), methyl ethyl ketones ("MEK"), and gamma-valerolactone. The water-miscible aprotic organic solvent may be an ether. The water-miscible aprotic organic solvent may be selected from the group consisting of light water-miscible organic solvents and heavy water-miscible organic solvents.

물 및 수혼화성 비양성자성 유기 용매는 1:6 내지 6:1 v/v 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물:수혼화성 유기 용매의 비로 존재할 수 있다. 물 및 수혼화성 비양성자성 유기 용매는 1:6 내지 6:1 v/v에 의해 정의되는 범위 내의 물:수혼화성 유기 용매의 비로 존재할 수 있다. 수혼화성 비양성자성 유기 용매는 다성분 용매의 적어도 10 vol%를 구성할 수 있다. 수혼화성 비양성자성 유기 용매 및 물은 3:2의 수혼화성 비양성자성 유기 용매:물의 중량% 비로 존재할 수 있다. 수혼화성 비양성자성 유기 용매 및 물은 4:1의 수혼화성 비양성자성 유기 용매:물의 중량% 비로 존재할 수 있다.The water and water-miscible aprotic organic solvent may be present in a water:water-miscible organic solvent ratio ranging from 1:6 to 6:1 v/v or any number in between. The water and water-miscible aprotic organic solvent may be present in a water:water-miscible organic solvent ratio within the range defined by 1:6 to 6:1 v/v. The water-miscible aprotic organic solvent may constitute at least 10 vol % of the multi-component solvent. The water-miscible aprotic organic solvent and water may be present in a weight percent ratio of water-miscible aprotic organic solvent:water of 3:2. The water-miscible aprotic organic solvent and water may be present in a weight percent ratio of 4:1 water-miscible aprotic organic solvent:water.

용매는 물 및 2종의 상이한 수혼화성 유기 용매를 포함하는 다성분 용매일 수 있다. 2종의 수혼화성 유기 용매는 둘 다 수혼화성 비양성자성 유기 용매일 수 있다. 각각의 수혼화성 비양성자성 유기 용매는 독립적으로 테트라히드로푸란, 글림, 디옥산, 디옥솔란, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드, 술폴란, 아세톤, N-메틸-2-피롤리돈 ("NMP"), 메틸 에틸 케톤 ("MEK"), 및 감마-발레로락톤으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.The solvent may be a multi-component solvent comprising water and two different water-miscible organic solvents. The two water-miscible organic solvents may both be water-miscible aprotic organic solvents. Each water-miscible aprotic organic solvent is independently tetrahydrofuran, glyme, dioxane, dioxolane, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, sulfolane, acetone, N-methyl-2-pyrrolidone ("NMP" ), methyl ethyl ketone (“MEK”), and gamma-valerolactone.

방법은 150℃ 이하의 온도에서 수행될 수 있다. 방법은 50℃ 내지 130℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 온도에서 수행될 수 있다. 방법은 80℃ 내지 120℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 온도에서 수행될 수 있다. 방법은 70℃ 내지 125℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 온도에서 수행될 수 있다.The method may be carried out at a temperature of 150 °C or less. The method may be performed at a temperature ranging from 50° C. to 130° C. or any number in between. The process may be conducted at a temperature ranging from 80° C. to 120° C. or any number in between. The method may be conducted at a temperature ranging from 70° C. to 125° C. or any number in between.

방법은 50 psi 내지 1000 psi 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수소 압력에서 수행될 수 있다. 방법은 100 psi 내지 500 psi의 수소 압력에서 수행될 수 있다. 방법은 200 psi 내지 525 psi 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수소 압력에서 수행될 수 있다. 방법은 30분 이상 동안 수행될 수 있다. 방법은 30분 내지 300분 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 시간 동안 수행될 수 있다.The method can be performed at hydrogen pressures ranging from 50 psi to 1000 psi or any number in between. The process can be performed at hydrogen pressures of 100 psi to 500 psi. The process can be performed at hydrogen pressures ranging from 200 psi to 525 psi or any number in between. The method can be performed for 30 minutes or more. The method can be conducted for a period ranging from 30 minutes to 300 minutes or any number of hours in between.

불균질 환원 촉매 및 FFCA는 FDCA 경로 생성물 중에 1:0.001 내지 1:1 범위의 불균질 환원 촉매:FFCA의 중량% 비로 존재할 수 있다. 방법은 연속 유동 반응기에서 수행될 수 있다.The heterogeneous reduction catalyst and FFCA may be present in a weight percent ratio of heterogeneous reduction catalyst:FFCA ranging from 1:0.001 to 1:1 in the FDCA pathway product. The method can be carried out in a continuous flow reactor.

방법은 하기에 의해 FDCA 경로 생성물을 제조하는 것을 추가로 포함할 수 있다:The method may further include preparing an FDCA pathway product by:

(a) 푸란계 산화 기질 및 산화 용매를 포함하는 산화 공급원료를, 푸란계 산화 기질을 FDCA 경로 생성물로 산화시키기 위한 반응 혼합물을 형성하는데 충분한 조건 하에 불균질 산화 촉매의 존재 하에 산소와 접촉시키고, FDCA 경로 생성물을 생성하는 단계;(a) contacting an oxidation feedstock comprising a furanic oxidation substrate and an oxidation solvent with oxygen in the presence of a heterogeneous oxidation catalyst under conditions sufficient to form a reaction mixture for oxidizing the furanic oxidation substrate to an FDCA pathway product; generating an FDCA pathway product;

여기서 FDCA 경로 생성물은 FDCA 및 FFCA를 포함하고;wherein the FDCA pathway products include FDCA and FFCA;

반응 혼합물은 첨가된 염기를 실질적으로 갖지 않고;The reaction mixture is substantially free of added base;

불균질 산화 촉매는 고체 지지체 및 귀금속을 포함하고;The heterogeneous oxidation catalyst comprises a solid support and a noble metal;

불균질 산화 촉매는 복수의 세공, 및 20 m2/g 내지 500 m2/g 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 비표면적을 포함하고;The heterogeneous oxidation catalyst comprises a plurality of pores and a specific surface area ranging from 20 m 2 /g to 500 m 2 /g or any number therebetween;

용매 및 산화 용매는 동일하다.The solvent and oxidizing solvent are the same.

푸란계 산화 기질은 5-(히드록시메틸)푸르푸랄 (HMF), 디포르밀푸란 (DFF), 히드록시메틸푸란카르복실산 (HMFCA) 및 포르밀푸란카르복실산 (FFCA)으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 산화 공급원료는 푸란계 산화 기질을 적어도 5 중량%의 농도로 포함할 수 있다. 푸란계 산화 기질은 산화 공급원료 중에 적어도 10 중량%의 농도로 존재할 수 있다. 불균질 산화 촉매는 금속을 불균질 산화 촉매의 0.3 중량% 내지 5 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 로딩으로 포함할 수 있다. 불균질 산화 촉매는 촉진제를 추가로 포함할 수 있다. 촉진제는 Ti, Zr, Cr, Mo, W, Mn, Ru, Cu, Zn, Sb, Bi, Sn, Au, Ag, Pb, Te, 및 그의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 고체 지지체는 성형된 다공성 탄소 지지체일 수 있다. 고체 지지체는 이산화지르코늄일 수 있다. 고체 지지체는 이산화티타늄일 수 있다. 고체 지지체는 탄화규소일 수 있다. 고체 지지체는 이산화지르코늄 및 이산화티타늄의 조합일 수 있다. 고체 지지체는 200 m2/g 미만이나 0은 아닌 표면적을 가질 수 있다.Furanic oxidation substrates are selected from the group consisting of 5-(hydroxymethyl)furfural (HMF), diformylfuran (DFF), hydroxymethylfurancarboxylic acid (HMFCA) and formylfurancarboxylic acid (FFCA). can be chosen The oxidizing feedstock may include a furanic oxidizing substrate in a concentration of at least 5% by weight. The furanic oxidizing substrate may be present in a concentration of at least 10% by weight in the oxidizing feedstock. The heterogeneous oxidation catalyst may include a metal loading ranging from 0.3% to 5% by weight of the heterogeneous oxidation catalyst, or any number in between. The heterogeneous oxidation catalyst may further include a promoter. The promoter may be selected from the group consisting of Ti, Zr, Cr, Mo, W, Mn, Ru, Cu, Zn, Sb, Bi, Sn, Au, Ag, Pb, Te, and any combination thereof. The solid support may be a shaped porous carbon support. The solid support may be zirconium dioxide. The solid support may be titanium dioxide. The solid support may be silicon carbide. The solid support may be a combination of zirconium dioxide and titanium dioxide. The solid support may have a surface area less than 200 m 2 /g but non-zero.

방법은 제2 산화 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 여기서 제2 산화 단계는The method may further include a second oxidation step, wherein the second oxidation step comprises

(b) 제2 푸란계 산화 기질 및 제2 산화 용매를 포함하는 제2 산화 공급원료를, 제2 푸란계 산화 기질을 산화시켜 제2 FDCA 경로 생성물을 생성하기 위한 제2 반응 혼합물을 형성하는데 충분한 조건 하에 제2 불균질 산화 촉매의 존재 하에 산소와 접촉시키고, 제2 FDCA 경로 생성물을 생성하는 단계(b) a second oxidation feedstock comprising a second furanic oxidation substrate and a second oxidation solvent sufficient to form a second reaction mixture for oxidizing the second furanic oxidation substrate to produce a second FDCA pathway product; contacting with oxygen in the presence of a second heterogeneous oxidation catalyst under conditions and producing a second FDCA pathway product.

를 포함하고;contains;

여기서 제2 FDCA 경로 생성물은 FDCA 및 FFCA를 포함하고;wherein the second FDCA pathway product comprises FDCA and FFCA;

(제1) 접촉 단계 (a)는 FDCA 경로 중간체 화합물인 제1 FDCA 경로 생성물을 단독으로 또는 FDCA와 함께 생성하고;(first) contacting step (a) produces a first FDCA pathway product that is an FDCA pathway intermediate compound alone or together with FDCA;

제2 푸란계 산화 기질은 제1 FDCA 경로 생성물이고;The second furanic oxidation substrate is the first FDCA pathway product;

제2 반응 혼합물은 첨가된 염기를 실질적으로 갖지 않고;the second reaction mixture is substantially free of added base;

제2 불균질 산화 촉매는 제2 고체 지지체 및 단계 (a)에서의 (제1) 귀금속과 동일하거나 상이할 수 있는 제2 귀금속을 포함하고;The second heterogeneous oxidation catalyst comprises a second solid support and a second noble metal which may be the same as or different from the (first) noble metal in step (a);

제2 불균질 산화 촉매는 복수의 세공 및 20 m2/g 내지 500 m2/g의 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 비표면적을 포함한다.The second heterogeneous oxidation catalyst includes a plurality of pores and a specific surface area ranging from 20 m 2 /g to 500 m 2 /g or any number in between.

방법은 정제된 FDCA 생성물을 결정화하여 99% 초과의 몰 순도를 갖는 FDCA를 제조하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 방법은 정제된 FDCA 생성물을 결정화하여 99.5% 초과의 몰 순도를 갖는 FDCA를 제조하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 방법은 정제된 FDCA 생성물을 결정화하여 99.8% 초과의 몰 순도를 갖는 FDCA를 제조하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 방법은 정제된 FDCA 생성물을 결정화하여 99.9% 초과의 몰 순도를 갖는 FDCA를 제조하는 것을 추가로 포함할 수 있다.The method may further include crystallizing the purified FDCA product to produce FDCA having a molar purity greater than 99%. The method may further include crystallizing the purified FDCA product to produce FDCA having a molar purity greater than 99.5%. The method may further include crystallizing the purified FDCA product to produce FDCA having a molar purity greater than 99.8%. The method may further include crystallizing the purified FDCA product to produce FDCA having a molar purity greater than 99.9%.

정제된 FDCA 생성물의 결정화는 정제된 FDCA 생성물을 제1 결정화 용액에 용해시키는 것을 포함할 수 있고, 여기서 제1 결정화 용액은 결정화 용매를 포함하고, 결정화 용매는 물 및 결정화 수혼화성 비양성자성 유기 용매를 포함한다. 결정화 수혼화성 비양성자성 유기 용매는 테트라히드로푸란, 글림, 디옥산, 디옥솔란, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드, 술폴란, 아세톤, N-메틸-2-피롤리돈 ("NMP"), 메틸 에틸 케톤 ("MEK"), 및 감마-발레로락톤으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 결정화 수혼화성 비양성자성 유기 용매는 에테르일 수 있다. 결정화 수혼화성 비양성자성 유기 용매 및 물은 3:2의 결정화 수혼화성 비양성자성 유기 용매:물의 중량% 비로 존재할 수 있다. 결정화 수혼화성 비양성자성 유기 용매 및 물은 4:1의 수혼화성 비양성자성 유기 용매:물의 중량% 비로 존재할 수 있다. 정제된 FDCA 생성물은 110-120℃ (예를 들어, 110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 또는 120℃ 또는 상기 언급된 임의의 2개의 온도에 의해 정의되는 범위 내의 온도)의 온도에서 제1 결정화 용액에 용해될 수 있다. 정제된 FDCA 생성물은 110 내지 115℃의 온도에서 제1 결정화 용액에 용해될 수 있다. 정제된 FDCA 생성물은 120℃의 온도에서 제1 결정화 용액에 용해될 수 있다. 정제된 FDCA 생성물의 결정화는 정제된 FDCA 생성물을 제2 결정화 용액에 용해시키는 것을 추가로 포함할 수 있고, 여기서 제2 결정화 용액은 결정화 용매를 포함하고, 결정화 용매는 물 및 결정화 수혼화성 비양성자성 유기 용매를 포함한다. 정제된 FDCA 생성물의 결정화는 임의의 후속하는 수의 결정화 용액 (예를 들어, 제3, 제4, 제5 또는 제6 결정화 용액)에 정제된 FDCA 생성물을 용해시키는 것을 추가로 포함할 수 있고, 여기서 제2 결정화 용액은 결정화 용매를 포함하고, 여기서 결정화 용매는 물 및 결정화 수혼화성 비양성자성 유기 용매를 포함한다.Crystallization of the purified FDCA product may comprise dissolving the purified FDCA product in a first crystallization solution, wherein the first crystallization solution comprises a crystallization solvent, wherein the crystallization solvent is water and a crystallization water miscible aprotic organic solvent. includes Crystallizing water-miscible aprotic organic solvents are tetrahydrofuran, glyme, dioxane, dioxolane, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, sulfolane, acetone, N-methyl-2-pyrrolidone ("NMP"), methyl ethyl ketone (“MEK”), and gamma-valerolactone. The crystallizing water-miscible aprotic organic solvent may be an ether. The crystallizing water-miscible aprotic organic solvent and water may be present in a weight percent ratio of 3:2 crystallizing water-miscible aprotic organic solvent:water. The crystallized water-miscible aprotic organic solvent and water may be present in a weight percent ratio of 4:1 water-miscible aprotic organic solvent:water. The purified FDCA product is defined by 110-120°C (e.g., 110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, or 120°C or any two of the aforementioned temperatures. temperature within the range) may be dissolved in the first crystallization solution. The purified FDCA product may be dissolved in the first crystallization solution at a temperature of 110 to 115 °C. The purified FDCA product may be dissolved in the first crystallization solution at a temperature of 120°C. Crystallization of the purified FDCA product may further comprise dissolving the purified FDCA product in a second crystallization solution, wherein the second crystallization solution comprises a crystallization solvent, wherein the crystallization solvent is water and the crystallization water miscible aprotic Contains organic solvents. Crystallizing the purified FDCA product may further comprise dissolving the purified FDCA product in any number of subsequent crystallization solutions (e.g., a third, fourth, fifth or sixth crystallization solution); wherein the second crystallization solution comprises a crystallization solvent, wherein the crystallization solvent comprises water and a crystallization water-miscible aprotic organic solvent.

또 다른 측면에서, 본 개시내용은 FDCA, HMFCA, 10% 몰 불순도 미만의 FFCA, 10% 몰 불순도 미만의 5-메틸-2-푸로산 (MFA), 및 10% 몰 불순도 미만의 테트라히드로푸란-2,5-디카르복실산 (THFDCA)을 포함하는 정제된 2,5-푸란디카르복실산 (FDCA) 경로 생성물;In another aspect, the present disclosure provides FDCA, HMFCA, FFCA of less than 10% molar impurity, 5-methyl-2-furoic acid (MFA) of less than 10% molar impurity, and tetra purified 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA) pathway products including hydrofuran-2,5-dicarboxylic acid (THFDCA);

고체 지지체 및 Cu, Ni, Pd, Pt, Ru, Ag, Au, Rh, Os, Ir 및 그의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 포함하는 불균질 환원 촉매; 및 물 및 수혼화성 비양성자성 유기 용매를 포함하는 다성분 용매a heterogeneous reduction catalyst comprising a solid support and a metal selected from the group consisting of Cu, Ni, Pd, Pt, Ru, Ag, Au, Rh, Os, Ir, and any combination thereof; and multi-component solvents including water and water-miscible aprotic organic solvents.

를 포함하는 혼합물에 관한 것이다.It relates to a mixture containing

혼합물은 수소를 추가로 포함할 수 있다. 정제된 FDCA 경로 생성물은 10% 몰 불순도 미만의 2,5-디포르밀푸란 (DFF)을 포함할 수 있다. 고체 지지체는 탄소, 이산화지르코늄, 탄화규소, 이산화규소, 및 Al2O3, 그의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 불균질 환원 촉매는 Cu/SiO2, Cu/Mn/Al2O3, Ni/Al2O3, Pd/C, Ru/C, 및 그의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 고체 지지체는 성형된 다공성 탄소 지지체일 수 있다. 고체 지지체는200 m2/g 미만이나 0은 아닌 표면적을 가질 수 있다.The mixture may further contain hydrogen. The purified FDCA pathway product may contain less than 10% molar impurity of 2,5-diformylfuran (DFF). The solid support may be selected from the group consisting of carbon, zirconium dioxide, silicon carbide, silicon dioxide, and Al 2 O 3 , any combination thereof. The heterogeneous reduction catalyst may be selected from the group consisting of Cu/SiO 2 , Cu/Mn/Al 2 O 3 , Ni/Al 2 O 3 , Pd/C, Ru/C, and any combination thereof. The solid support may be a shaped porous carbon support. The solid support may have a surface area less than 200 m 2 /g but non-zero.

FFCA 및 FDCA는 다성분 용매에 적어도 부분적으로 용해될 수 있다. 수혼화성 비양성자성 유기 용매는 테트라히드로푸란, 글림, 디옥산, 디옥솔란, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드, 술폴란, 아세톤, N-메틸-2-피롤리돈 ("NMP"), 메틸 에틸 케톤 ("MEK"), 및 감마-발레로락톤으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 수혼화성 비양성자성 유기 용매는 경질 수혼화성 유기 용매 및 중질 수혼화성 유기 용매로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 물 및 수혼화성 비양성자성 유기 용매는 1:6 내지 6:1 v/v 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물:수혼화성 유기 용매의 비로 존재할 수 있다. 물 및 수혼화성 비양성자성 유기 용매는 1:6 내지 6:1 v/v에 의해 정의되는 범위 내의 물:수혼화성 유기 용매의 비로 존재할 수 있다. 물 및 수혼화성 비양성자성 유기 용매는 1:1 v/v의 물:수혼화성 비양성자성 유기 용매의 비로 존재할 수 있다. 수혼화성 비양성자성 유기 용매는 다성분 용매의 적어도 10 vol%를 구성할 수 있다. 수혼화성 비양성자성 유기 용매 및 물은 3:2의 수혼화성 비양성자성 유기 용매:물의 중량% 비로 존재할 수 있다. 수혼화성 비양성자성 유기 용매 및 물은 4:1의 수혼화성 비양성자성 유기 용매:물의 중량% 비로 존재할 수 있다.FFCA and FDCA may be at least partially soluble in multi-component solvents. Water-miscible aprotic organic solvents are tetrahydrofuran, glyme, dioxane, dioxolane, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, sulfolane, acetone, N-methyl-2-pyrrolidone ("NMP"), methyl ethyl ketones ("MEK"), and gamma-valerolactone. The water-miscible aprotic organic solvent may be selected from the group consisting of light water-miscible organic solvents and heavy water-miscible organic solvents. The water and water-miscible aprotic organic solvent may be present in a water:water-miscible organic solvent ratio ranging from 1:6 to 6:1 v/v or any number in between. The water and water-miscible aprotic organic solvent may be present in a water:water-miscible organic solvent ratio within the range defined by 1:6 to 6:1 v/v. The water and water-miscible aprotic organic solvent may be present in a water:water-miscible aprotic organic solvent ratio of 1:1 v/v. The water-miscible aprotic organic solvent may constitute at least 10 vol % of the multi-component solvent. The water-miscible aprotic organic solvent and water may be present in a weight percent ratio of water-miscible aprotic organic solvent:water of 3:2. The water-miscible aprotic organic solvent and water may be present in a weight percent ratio of 4:1 water-miscible aprotic organic solvent:water.

다성분 용매는 물 및 2종의 상이한 수혼화성 유기 용매를 포함할 수 있다. 각각의 수혼화성 비양성자성 유기 용매는 독립적으로 테트라히드로푸란, 글림, 디옥산, 디옥솔란, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드, 술폴란, 아세톤, N-메틸-2-피롤리돈 ("NMP"), 메틸 에틸 케톤 ("MEK"), 및 감마-발레로락톤으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.Multi-component solvents can include water and two different water-miscible organic solvents. Each water-miscible aprotic organic solvent is independently tetrahydrofuran, glyme, dioxane, dioxolane, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, sulfolane, acetone, N-methyl-2-pyrrolidone ("NMP" ), methyl ethyl ketone (“MEK”), and gamma-valerolactone.

도 1은 여러 촉매, 상이한 온도 및 상이한 반응 시간을 사용하는 FFCA에서 HMFCA로의 환원의 선택성을 도시한다.
도 2는 여러 촉매, 상이한 온도 및 상이한 반응 시간을 사용하는 FFCA에서 HMFCA 및 MFA로의 환원을 도시한다.
도 3은 여러 촉매, 상이한 온도 및 상이한 반응 시간을 사용하는 FDCA에서 THFDCA로의 환원을 도시한다.
도 4는 여러 촉매, 상이한 온도 및 상이한 반응 시간을 사용하는 FDCA 및 FFCA의 혼합물에서 HMFCA로의 환원의 선택성을 도시하고, 여기서 잔류한 FDCA의 백분율은 나타낸 각각의 환원에 대한 것이다.
도 5는 여러 촉매, 상이한 온도 및 상이한 반응 시간을 사용하는 FDCA 및 FFCA의 혼합물에서 HMFCA, MFA 및 THFDCA로의 환원을 도시한다.
도 6은 여러 촉매, 여러 촉매 양, 상이한 온도, 상이한 반응 시간 및 여러 압력을 사용하는 FDCA 및 FFCA의 혼합물의 환원의 선택성을 도시한다.
도 7은 여러 촉매, 상이한 촉매 양, 상이한 온도, 상이한 반응 시간 및 상이한 압력을 사용하는 FDCA 및 FFCA의 혼합물에서 HMFCA, MFA 및 THFDCA로의 환원으로부터의 생성물 및 물질 밸런스의 분포를 도시한다.
도 8은 촉매로서의 Cu T-4874, 상이한 촉매 양, 상이한 온도 및 상이한 압력을 사용하는 FDCA 및 FFCA의 혼합물에서 HMFCA, MFA 및 THFDCA로의 환원으로부터의 생성물 및 물질 밸런스의 분포를 도시한다.
도 9는 촉매로서의 Pd/C JM-9, 상이한 촉매 양, 상이한 반응 시간 및 상이한 온도를 사용하는 FDCA 및 FFCA의 혼합물에서 HMFCA, MFA 및 THFDCA로의 환원에 대한 생성물 및 물질 밸런스의 분포를 도시한다.
도 10은 촉매로서의 Pd/C JM-10, 상이한 촉매 양, 상이한 반응 시간 및 상이한 온도를 사용하여 FDCA 및 FFCA의 혼합물을 HMFCA, MFA 및 THFDCA로 환원시키기 위한 생성물 및 물질 밸런스의 분포를 도시한다.
도 11은 촉매로서의 Ru/C JM-37*, 상이한 촉매 양, 상이한 반응 시간 및 상이한 온도를 사용하는 FDCA 및 FFCA의 혼합물에서 HMFCA, MFA 및 THFDCA로의 환원에 대한 생성물 및 물질 밸런스의 분포를 도시한다.
도 12는 촉매로서의 Ru/C JM-38*, 상이한 촉매 양, 상이한 반응 시간 및 상이한 온도를 사용하는 FDCA 및 FFCA의 혼합물에서 HMFCA, MFA 및 THFDCA로의 환원에 대한 생성물 및 물질 밸런스의 분포를 도시한다.
도 13-20은 촉매로서 카본 블랙, 지르코니아 및 몬모릴로나이트 지지체 상의 다양한 비의 Bi/Pt, 상이한 촉매량, 상이한 Pt 양, 및 상이한 Bi 양을 사용하는 HMF 기질의 산화에 대한 생성물, 물질 밸런스 및 공간 시간 수율 (STY)의 분포를 도시한다.
도 21-28은 촉매로서 다양한 비의 Bi/Pt 티타니아 지지체, 상이한 Pt 양 및 상이한 Bi 양을 사용하는 HMF 기질의 산화에 대한 생성물, 물질 밸런스 및 공간 시간 수율 (STY)의 분포를 도시한다.
도 29-36은 촉매로서 다양한 지르코니아 지지체 상의 Pt 및 Bi/Pt 촉매, 상이한 Pt 양 및 상이한 Bi 양을 사용하는 HMF 기질의 산화에 대한 생성물, 물질 밸런스 및 공간 시간 수율 (STY)의 분포를 도시한다.
도 37-44는 촉매로서 다양한 텅스텐화된 티타니아 및 지르코니아 지지체 상의 Pt 및 Bi/Pt 촉매, 상이한 Pt 양, 상이한 Bi 양, 및 상이한 지지체 처리를 사용하는 HMF 기질의 산화에 대한 생성물, 물질 밸런스 및 공간 시간 수율 (STY)의 분포를 도시한다.
도 45-47은 다양한 반응 조건을 갖는 지르코니아 지지체 상의 Pt 촉매를 사용하는 HMF 기질의 고정층 산화에 대한 생성물 및 금속 침출의 분포를 도시한다.
도 48-50은 다양한 반응 조건을 갖는 지르코니아 지지체 상의 Bi/Pt 촉매를 사용하는 HMF 기질의 고정층 산화에 대한 생성물, 공간 시간 수율 (STY) 및 금속 침출의 분포를 도시한다.
도 51-55는 촉매로서 다양한 탄소, 탄소/ZrO2, TiO2, ZrO2, ZrO2/TiO2, SiC, 및 TiC-SiC 지지체 상의 Pt/Bi, Pt/Te 및 Pt/Sn 촉매, 상이한 Pt 양, 및 상이한 Bi 양을 사용하는 HMF 기질의 산화에 대한 생성물 및 물질 밸런스의 분포를 도시한다.
도 56-58은 다양한 반응 조건을 갖는 지르코니아 지지체 상의 작은 입자 Bi/Pt 촉매를 사용하는 HMF 기질의 고정층 산화에 대한 생성물, 공간 시간 수율 (STY) 및 금속 침출의 분포를 도시한다.
도 59-60은 다양한 반응 조건을 갖는 지르코니아/티타니아 지지체 상의 작은 입자 Bi/Pt 촉매를 사용하는 HMF 기질의 고정층 산화에 대한 생성물 및 공간 시간 수율 (STY)의 분포를 도시한다.
도 61-68은 다양한 지지체 상의 Pt, Pt/Bi, Pt/Te 및 Pt/Sn 촉매를 사용하는 HMF 기질의 산화에 대한 생성물, 물질 밸런스 및 공간 시간 수율 (STY)의 분포를 도시한다.
Figure 1 shows the selectivity of the reduction of FFCA to HMFCA using different catalysts, different temperatures and different reaction times.
Figure 2 shows the reduction of FFCA to HMFCA and MFA using different catalysts, different temperatures and different reaction times.
Figure 3 shows the reduction of FDCA to THFDCA using different catalysts, different temperatures and different reaction times.
Figure 4 shows the selectivity of reduction to HMFCA in mixtures of FDCA and FFCA using different catalysts, different temperatures and different reaction times, where the percentage of FDCA remaining is for each reduction shown.
Figure 5 shows the reduction to HMFCA, MFA and THFDCA in a mixture of FDCA and FFCA using different catalysts, different temperatures and different reaction times.
Figure 6 shows the selectivity of reduction of mixtures of FDCA and FFCA using different catalysts, different catalyst amounts, different temperatures, different reaction times and different pressures.
Figure 7 shows the distribution of products and mass balances from reduction to HMFCA, MFA and THFDCA in mixtures of FDCA and FFCA using different catalysts, different catalyst amounts, different temperatures, different reaction times and different pressures.
Figure 8 shows the distribution of products and mass balances from reduction to HMFCA, MFA and THFDCA in mixtures of FDCA and FFCA using Cu T-4874 as catalyst, different catalyst amounts, different temperatures and different pressures.
Figure 9 shows the distribution of product and mass balance for reduction to HMFCA, MFA and THFDCA in mixtures of FDCA and FFCA using Pd/C JM-9 as catalyst, different catalyst amounts, different reaction times and different temperatures.
10 shows the distribution of products and mass balances for reducing a mixture of FDCA and FFCA to HMFCA, MFA and THFDCA using Pd/C JM-10 as catalyst, different catalyst amounts, different reaction times and different temperatures.
Figure 11 shows the distribution of product and mass balance for reduction to HMFCA, MFA and THFDCA in a mixture of FDCA and FFCA using Ru/C JM-37 * as catalyst, different catalyst amounts, different reaction times and different temperatures. .
Figure 12 shows the distribution of product and mass balance for reduction to HMFCA, MFA and THFDCA in a mixture of FDCA and FFCA using Ru/C JM-38 * as catalyst, different catalyst amounts, different reaction times and different temperatures. .
13-20 show products, mass balance and space time yields for oxidation of HMF substrates using various ratios of Bi/Pt, different catalytic amounts, different amounts of Pt, and different amounts of Bi on carbon black, zirconia and montmorillonite supports as catalysts. The distribution of (STY) is shown.
Figures 21-28 show the distributions of product, mass balance and space time yield (STY) for oxidation of HMF substrates using various ratios of Bi/Pt titania supports as catalysts, different amounts of Pt and different amounts of Bi.
29-36 show distributions of product, mass balance and space time yield (STY) for oxidation of HMF substrates using Pt and Bi/Pt catalysts, different amounts of Pt and different amounts of Bi on various zirconia supports as catalysts. .
37-44 show products, mass balance and space for oxidation of HMF substrates using Pt and Bi/Pt catalysts on various tungstated titania and zirconia supports as catalysts, different amounts of Pt, different amounts of Bi, and different support treatments. The distribution of time yield (STY) is shown.
Figures 45-47 show the distribution of product and metal leaching for fixed bed oxidation of HMF substrates using Pt catalysts on zirconia supports with various reaction conditions.
Figures 48-50 show the distributions of product, space time yield (STY), and metal leaching for fixed bed oxidation of HMF substrates using Bi/Pt catalysts on zirconia supports with various reaction conditions.
51-55 show Pt/Bi, Pt/Te and Pt/Sn catalysts on various carbon, carbon/ZrO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , ZrO 2 /TiO 2 , SiC, and TiC—SiC supports as catalysts, different amounts of Pt. , and distributions of product and mass balances for the oxidation of HMF substrates using different amounts of Bi.
56-58 show the distribution of product, space time yield (STY), and metal leaching for fixed bed oxidation of HMF substrates using small particle Bi/Pt catalysts on zirconia support with various reaction conditions.
59-60 show distributions of product and space time yield (STY) for fixed bed oxidation of HMF substrates using small particle Bi/Pt catalysts on zirconia/titania supports with various reaction conditions.
61-68 show distributions of product, mass balance and space time yield (STY) for oxidation of HMF substrates using Pt, Pt/Bi, Pt/Te and Pt/Sn catalysts on various supports.

I. FDCA 경로 생성물을 제조하는 방법I. Methods of Making FDCA Pathway Products

FDCA 경로 생성물을 제조하는 방법은 그의 전문이 본원에 참조로 명백하게 포함된 소콜로브스키 등(Sokolovskii et al.,)의 국제 출원 번호 PCT/US17/13197에 레노비아 및 스토라 엔소(Rennovia and Stora Enso)에 의해 기재되어 있다.Methods of making FDCA pathway products are described in International Application No. PCT/US17/13197 by Sokolovskii et al., which is expressly incorporated herein by reference in its entirety, by Rennovia and Stora Enso. ) is described by

하나의 실시양태에서, 본 개시내용은, 푸란계 산화 기질의 산화로부터 푸란디카르복실산 (FDCA) 경로 생성물을 제조하는 방법을 제공한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "푸란디카르복실산 경로 생성물" 및 "FDCA 경로 생성물"은 2,5-푸란디카르복실산 (FDCA) 또는 2,5-푸란디카르복실산 경로 중간체 화합물을 지칭하기 위해 상호교환가능하게 사용된다. 용어 "푸란디카르복실산 경로"는 본원에서 반응식 1에 도시된 경로를 지칭하기 위해 사용되고, 이는 HMF (화합물 I)에서 FDCA (화합물 V)로의 전환을 나타낸다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "2,5-푸란디카르복실산 경로 중간체 화합물" 및 "FDCA 경로 중간체 화합물"은, 각각, 반응식 1에서 화합물 II, III, 및 IV에 상응하는 디포르밀푸란 (DFF), 히드록시메틸푸란카르복실산 (HMFCA), 및 5-포르밀푸란카르복실산 (FFCA) 중 임의의 하나를 지칭하기 위해 상호교환가능하게 사용된다.In one embodiment, the present disclosure provides a method for preparing furandicarboxylic acid (FDCA) pathway products from oxidation of a furanic oxidizing substrate. As used herein, the terms “furandicarboxylic acid pathway product” and “FDCA pathway product” refer to 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA) or 2,5-furandicarboxylic acid pathway intermediate compounds. Used interchangeably to refer to The term "furandicarboxylic acid pathway" is used herein to refer to the pathway shown in Scheme 1, which represents the conversion of HMF (Compound I) to FDCA (Compound V). As used herein, the terms “2,5-furandicarboxylic acid pathway intermediate compound” and “FDCA pathway intermediate compound” refer to diformylfuran corresponding to compounds II, III, and IV in Scheme 1, respectively. (DFF), hydroxymethylfurancarboxylic acid (HMFCA), and 5-formylfurancarboxylic acid (FFCA).

반응식 1: 푸란디카르복실산 경로Scheme 1: Furandicarboxylic acid pathway

Figure 112020010436875-pct00001
Figure 112020010436875-pct00001

본 개시내용은,This disclosure,

(a) 푸란계 산화 기질 및 산화 용매를 포함하는 산화 공급원료를, 푸란계 산화 기질을 FDCA 경로 생성물로 산화시키기 위한 반응 혼합물을 형성하는데 충분한 조건 하에 불균질 산화 촉매의 존재 하에 산소와 접촉시키고, FDCA 경로 생성물을 생성하는 단계(a) contacting an oxidation feedstock comprising a furanic oxidation substrate and an oxidation solvent with oxygen in the presence of a heterogeneous oxidation catalyst under conditions sufficient to form a reaction mixture for oxidizing the furanic oxidation substrate to an FDCA pathway product; Generating FDCA pathway products

를 포함하며,Including,

여기서 산화 용매는 유기 용매 및 다성분 용매로 이루어진 군으로부터 선택된 용매이고, 반응 혼합물은 첨가된 염기를 실질적으로 갖지 않고, 불균질 산화 촉매는 고체 지지체 및 귀금속을 포함하고,wherein the oxidation solvent is a solvent selected from the group consisting of organic solvents and multi-component solvents, the reaction mixture is substantially free of added base, and the heterogeneous oxidation catalyst comprises a solid support and a noble metal;

불균질 산화 촉매는 복수의 세공 및 20 m2/g 내지 500 m2/g 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 예컨대 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 120, 140, 160, 180, 200, 225, 250, 275, 300, 325, 350, 375, 400, 425, 450, 475, 또는 500 m2/g의, 또는 상기 언급된 임의의 두 표면적에 의해 정의되는 범위 내의 비표면적을 포함하는 것인,The heterogeneous oxidation catalyst has a plurality of pores and a range of 20 m 2 /g to 500 m 2 /g or any number in between, such as 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 120, 140, 160, 180, 200, 225, 250, 275, 300, 325, 350, 375, 400, 425, 450, 475, or 500 m 2 /g, or as defined by any two surface areas mentioned above Including the specific surface area within the range,

푸란계 산화 기질로부터 FDCA 경로 생성물을 제조하는 방법을 포함한다.Methods for producing FDCA pathway products from furanic oxidized substrates.

용어 "첨가된 염기를 실질적으로 갖지 않는"은 본원에서, 반응 혼합물에 첨가된 임의의 염기의 부재 (즉, 첨가된 염기가 없음), 또는 최소 허용수준 양의 염기의 첨가를 지칭하기 위해 사용된다. 용어 "최소 허용수준 양의 염기"는 본원에서, 본 개시내용의 실행에서 사용되는 반응 혼합물에 첨가시, 반응 혼합물에 염기를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 동일한 조건 하에 수행된 동일한 산화 반응에 비해, 생성물 수율 또는 생성물 선택성에 대하여 1% 초과만큼 산화 반응을 변경시키지 않는 염기의 양을 지칭하기 위해 사용된다. 전형적으로, 본 개시내용의 방법은 무염기 조건 하에 수행되며, 예를 들어 접촉 (즉, 산화) 단계 동안 반응 혼합물에 염기를 첨가하지 않는다.The term "substantially free of added base" is used herein to refer to the absence of any base added to the reaction mixture (i.e., no base added), or the addition of a minimum acceptable amount of base. . The term "minimum acceptable amount of base" is used herein when added to a reaction mixture used in the practice of the present disclosure, compared to the same oxidation reaction performed under identical conditions except that no base was added to the reaction mixture. It is used to refer to the amount of base that does not alter the oxidation reaction by more than 1% in terms of product yield or product selectivity. Typically, the methods of the present disclosure are performed under base-free conditions, eg, no base is added to the reaction mixture during the contacting (ie, oxidation) step.

본 개시내용의 산화 방법은, 목적하는 FDCA 경로 생성물을 전형적으로 적어도 80%인 수율 및 전형적으로 적어도 90%인 선택성 (둘 다 몰 기준)으로 생성할 수 있다. 일부 실시양태에서, 수율은 적어도 85%이고, 다른 실시양태에서, 이는 적어도 90%, 적어도 95%, 또한 종종, 적어도 98% 또는 적어도 99%이다. 일부 실시양태에서, 수율은 85 내지 90%, 87 내지 92%, 90 내지 95%, 92 내지 97%, 95 내지 98%, 또는 97 내지 99%의 범위이거나, 또는 상기 언급된 임의의 두 백분율에 의해 정의되는 범위 내에 있다. 목적하는 FDCA 경로 생성물의 제조에 대한 선택성은 보다 전형적으로 적어도 91% 또는 적어도 92% 또는 적어도 93% 또는 적어도 94% 또는 적어도 95% 또는 적어도 96% 또는 적어도 97% 또는 적어도 98% 또는 적어도 99%이다. 일부 실시양태에서, 목적하는 FDCA 경로 생성물의 제조에 대한 선택성은 91 내지 93%, 92 내지 94%, 93 내지 95%, 94 내지 96%, 95 내지 97%, 96 내지 98%, 97 내지 99%의 범위이거나, 또는 상기 언급된 임의의 두 백분율에 의해 정의되는 범위 내에 있다. 목적하는 FDCA 경로 생성물은 통상적으로 FDCA이다.The oxidation methods of the present disclosure can produce the desired FDCA pathway products in yields that are typically at least 80% and with selectivities that are typically at least 90% (both on a molar basis). In some embodiments, the yield is at least 85%, in other embodiments it is at least 90%, at least 95%, and often at least 98% or at least 99%. In some embodiments, the yield ranges from 85 to 90%, 87 to 92%, 90 to 95%, 92 to 97%, 95 to 98%, or 97 to 99%, or to any two percentages noted above. within the range defined by The selectivity for the production of the desired FDCA pathway product is more typically at least 91% or at least 92% or at least 93% or at least 94% or at least 95% or at least 96% or at least 97% or at least 98% or at least 99%. . In some embodiments, the selectivity for the production of the desired FDCA pathway product is between 91 and 93%, 92 and 94%, 93 and 95%, 94 and 96%, 95 and 97%, 96 and 98%, 97 and 99% is in the range of, or within the range defined by any two percentages noted above. The desired FDCA pathway product is usually FDCA.

용어 "산화 공급원료"는 본원에서 푸란계 산화 기질에 대한 공급원 물질을 지칭하기 위해 사용된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "푸란계 산화 기질"은 HMF 또는 FDCA 중간체 화합물 (예를 들어, DFF, HMFCA, 또는 FFCA, 또는 이들의 조합) 또는 이들의 조합인 화합물을 지칭한다. 본원에 기재된 방법의 실행에서 사용되는 산화 공급원료는, 예를 들어 용액, 현탁액, 분산액, 에멀젼 등을 포함한 임의의 다양한 형태로 사용될 수 있다. 전형적으로, 산화 공급원료는 산화 용매를 갖는 용액 중의 푸란계 산화 기질을 포함한다.The term “oxidation feedstock” is used herein to refer to a source material for a furanic oxidation substrate. As used herein, the term "furanic oxidation substrate" refers to a compound that is an HMF or FDCA intermediate compound (eg, DFF, HMFCA, or FFCA, or a combination thereof) or a combination thereof. The oxidizing feedstock used in the practice of the methods described herein may be used in any of a variety of forms, including, for example, solutions, suspensions, dispersions, emulsions, and the like. Typically, the oxidation feedstock comprises a furanic oxidation substrate in solution with an oxidation solvent.

본원에 기재된 산화 방법에서, FDCA 경로 생성물은 전형적으로 FDCA를 포함한다. 특정 실시양태에서, 푸란계 산화 기질은 전형적으로 HMF를 포함한다. 그러나, FDCA 경로 중간체 화합물 또는 FDCA 경로 중간체 화합물의 혼합물, 예를 들어, DFF, HMFCA, 또는 FFCA, 또는 임의의 이들 둘 이상의 혼합물인 푸란계 산화 기질을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 이는, HMF가 이전에 FDCA 경로 중간체 화합물 또는 중간체 화합물의 혼합물로 산화되고, 중간체 화합물(들)이 원료 물질로서의 사용을 위해 이용가능한 상황에서 매력적인 옵션일 수 있다. 이러한 중간체가 본 개시내용의 산화 방법에서 푸란계 산화 기질로서 사용되는 경우, 생성된 FDCA 경로 생성물은 전형적으로 FDCA를 포함하지만, 이는 또한 푸란계 산화 기질로서 사용되는 FDCA 경로 중간체의, FDCA 경로에서 "하류" (산화 관점에서)에 있는 상이한 FDCA 경로 중간체 화합물을 포함할 수 있다.In the oxidation methods described herein, the FDCA pathway products typically include FDCA. In certain embodiments, the furanic oxidizing substrate typically includes HMF. However, it may be desirable to use a furanic oxidation substrate that is an FDCA pathway intermediate compound or a mixture of FDCA pathway intermediate compounds, for example DFF, HMFCA, or FFCA, or a mixture of any two or more thereof. This may be an attractive option in situations where HMF has previously been oxidized to an FDCA pathway intermediate compound or mixture of intermediate compounds, and the intermediate compound(s) are available for use as raw materials. When such an intermediate is used as a furanic oxidation substrate in the oxidation method of the present disclosure, the resulting FDCA pathway product typically includes FDCA, but it is also "in the FDCA pathway" of the FDCA pathway intermediate used as a furanic oxidation substrate. It may include different FDCA pathway intermediate compounds "downstream" (from an oxidation point of view).

산화 공급원료는 산화 공급원료 중에서 가용성 또는 불용성인 다른 작용제 또는 나머지 성분을 함유할 수 있다. 예를 들어, 산화 공급원료는 HMF, 또는 다른 푸란계 산화 기질의 조 산화 공급원료, 및 산화 용매일 수 있다. 용어 "조 공급원료"는 본원에서, 목적하는 푸란계 산화 기질을 포함하는 것에 추가로, 목적하는 푸란계 산화 기질의 제조, 단리, 및/또는 정제와 관련된 불순물 및/또는 부산물을 또한 포함하는 공급원료를 지칭한다. 예를 들어, 산화 공급원료는, 추가로, 바이오매쓰로부터 유래되는 또는 바이오매쓰에서 당으로의 전환 (예를 들어, 열적, 화학적, 기계적, 및/또는 효소적 분해 수단에 의한 것)에서 생성된 부산물인 특정 바이오매쓰-관련 성분을 포함할 수 있고, 여기서 이러한 당은 이후에 HMF로 전환된다. 따라서, 산화 공급원료는 또한 다양한 폴리사카라이드 및/또는 폴리사카라이드 함유 혼합물 (예를 들어, 셀룰로스, 리그노셀룰로스, 헤미셀룰로스, 전분을 포함하거나 또는 그로 이루어진 물질 또는 혼합물, 올리고사카라이드 예를 들어, 라피노스, 말토덱스트린, 셀로덱스트린, 모노사카라이드 예를 들어, 글루코스, 프룩토스, 갈락토스, 만노스, 크실로스, 라비노스, 디사카라이드 예를 들어, 수크로스, 락토스, 말토스, 셀로비오스, 푸란계 기질, 예컨대 푸르푸랄, 올리고머 또는 중합체 휴민 부산물 (휴민) 및/또는 나머지 미네랄 산 또는 그의 임의의 혼합물로부터 선택된 성분을 포함할 수 있다. 유사하게, 산화 공급원료는 HMF 및/또는 FDCA 경로 중간체 화합물을 포함하는 HMF 산화 생성물의 조 공급원료일 수 있다.The oxidation feedstock may contain other agents or other components that are soluble or insoluble in the oxidation feedstock. For example, the oxidation feedstock can be HMF, or a crude oxidation feedstock of another furanic oxidation substrate, and an oxidation solvent. As used herein, the term "crude feedstock" refers to a feed that, in addition to containing the desired furanic oxidation substrate, also includes impurities and/or by-products associated with the production, isolation, and/or purification of the desired furanic oxidation substrate. refers to raw materials. For example, the oxidized feedstock is further derived from biomass or produced from biomass to sugar conversion (eg, by thermal, chemical, mechanical, and/or enzymatic degradation means). It may contain certain biomass-related components that are by-products, where these sugars are then converted to HMF. Thus, the oxidizing feedstock may also include various polysaccharides and/or polysaccharide-containing mixtures (e.g., materials or mixtures comprising or consisting of cellulose, lignocellulose, hemicellulose, starch, oligosaccharides such as , raffinose, maltodextrin, cellodextrin, monosaccharides such as glucose, fructose, galactose, mannose, xylose, rabinose, disaccharides such as sucrose, lactose, maltose, cellobiose, furan based substrates such as furfural, oligomeric or polymeric humin by-products (humins) and/or remaining mineral acids or any mixtures thereof.Similarly, the oxidized feedstock may be selected from HMF and/or FDCA pathway intermediate compounds It may be a crude feedstock for HMF oxidation products including

본 개시내용에 제공된 산화 방법은, 높은 수율 및 높은 선택성이 나타나는 것에 추가로, 예를 들어 FDCA와 같은 FDCA 경로 생성물을 생성된 생성물 용액 중에서 비교적 높은 농도로 생성한다. 본원에 기재된 방법으로부터 얻어진 높은 생산성 수준은, 사용된 불균질 산화 촉매의 조합 사용 및 산화 용매의 특성에 기인하는 것으로 여겨진다.In addition to exhibiting high yields and high selectivity, the oxidation methods provided in this disclosure produce FDCA pathway products, such as FDCA, in relatively high concentrations in the resulting product solutions. The high productivity levels obtained from the processes described herein are believed to be due to the combination of the heterogeneous oxidation catalysts used and the nature of the oxidation solvents.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "산화 용매"는, 푸란계 산화 기질 및 목적하는 FDCA 경로 생성물이 각각, 접촉 (산화) 단계가 수행되는 온도에서 적어도 2 중량%의 최소 수준으로 별도로 가용성인 유기 용매 또는 다성분 용매인 용매를 지칭한다. 전형적으로, 산화 용매는, FDCA 경로 생성물이, 접촉 단계가 수행되는 온도에서 측정시, 적어도 3 중량%, 적어도 4 중량%, 또한 보다 전형적으로, 적어도 5 중량%, 적어도 6 중량%, 적어도 7 중량%, 적어도 8 중량%, 적어도 9 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 11 중량%, 적어도 12 중량%, 적어도 13 중량%, 적어도 14 중량%, 또는 적어도 15 중량% 또는 상기 언급된 임의의 두 용해도에 의해 정의되는 범위 내에 있는 용해도를 갖는 것이다. 일부 실시양태에서, FDCA 경로 생성물은 2 내지 4 중량%, 3 내지 5 중량%, 4 내지 6 중량%, 5 내지 7 중량%, 6 내지 8 중량%, 7 내지 9 중량%, 8 내지 10 중량%, 9 내지 11 중량%, 10 내지 12 중량%, 11 내지 13 중량%, 12 내지 14 중량%, 또는 13 내지 15%의 범위이거나, 또는 상기 언급된 임의의 두 용해도에 의해 정의되는 범위 내에 있는 용해도를 갖는다. 후보 유기 용매 또는 후보 다성분 용매 중에서의 FDCA 경로 생성물의 용해도는, 공지된 방법을 사용하여 쉽게 측정될 수 있다.As used herein, the term “oxidation solvent” refers to an organic solvent in which the furanic oxidation substrate and the desired FDCA pathway product are separately soluble at a minimum level of at least 2% by weight at the temperature at which the contacting (oxidation) step is performed. or a solvent that is a multi-component solvent. Typically, the oxidation solvent comprises at least 3%, at least 4%, and more typically, at least 5%, at least 6%, at least 7% by weight of the FDCA pathway product, measured at the temperature at which the contacting step is performed. %, at least 8%, at least 9%, at least 10%, at least 11%, at least 12%, at least 13%, at least 14%, or at least 15% or any two solubilities noted above It has a solubility within the range defined by In some embodiments, the FDCA pathway product is 2 to 4%, 3 to 5%, 4 to 6%, 5 to 7%, 6 to 8%, 7 to 9%, 8 to 10% by weight , 9 to 11%, 10 to 12%, 11 to 13%, 12 to 14%, or 13 to 15%, or within the range defined by any two solubilities noted above. have The solubility of FDCA pathway products in candidate organic solvents or candidate multi-component solvents can be readily determined using known methods.

이론에 의해 국한되길 바라지는 않지만, 본 개시내용에서 사용되는 산화 용매는, 특히, 반응기/촉매 오염을 일으킬 수 있는 생성물 침전을 제거함으로써, 푸란계 산화 기질에서 FDCA 경로 생성물로의 효율적인 전환 (본 개시내용의 고성능 촉매에 의해 촉매됨)을 용이하게 하는 것으로 여겨진다. 또한, 본 개시내용의 방법에서 달성될 수 있는 비교적 높은 농도의 FDCA 및 FDCA 중간체 화합물은, 예를 들어 미국 특허 번호 7,700,788에 기재된 물 또는 아세트산-물 혼합물과 같은 빈용매(poor solvent)를 사용하는 방법과 달리, 높은 공정 생산성 및 보다 고비용의 용매 제거를 제공한다. 따라서, 본 개시내용은 FDCA 및 관련 중간체의 상업적 스테일 제조에 있어 특히 매력적인 방법을 제공한다.While not wishing to be bound by theory, the oxidation solvents used in the present disclosure provide efficient conversion of furanic oxidation substrates to FDCA pathway products (this disclosure catalyzed by a high-performance catalyst of the content) is believed to facilitate. In addition, the relatively high concentrations of FDCA and FDCA intermediate compounds achievable in the methods of the present disclosure include, for example, methods using poor solvents such as water or acetic acid-water mixtures described in U.S. Patent No. 7,700,788. In contrast, it provides high process productivity and more expensive solvent removal. Accordingly, the present disclosure provides a particularly attractive method for commercial scale production of FDCA and related intermediates.

본 개시내용의 산화 방법 수행시, 푸란계 산화 기질은, 공급원료가 용액인 상황에서, 그의 용해도 한계까지 임의의 농도로 산화 공급원료 중에 존재할 수 있다. 일부 실시양태에서, 산화 공급원료 중의 푸란계 산화 기질의 농도는 산화 공급원료의 중량 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 2 중량%, 적어도 3 중량%, 적어도 4 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 6 중량%, 적어도 7 중량%, 적어도 8 중량%, 적어도 9 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 11 중량%, 적어도 12 중량%, 적어도 13 중량%, 적어도 14 중량%, 또는 적어도 15 중량%이거나 또는 상기 언급된 임의의 두 농도에 의해 정의되는 범위 내에 있다. 일부 실시양태에서, 산화 공급원료 중의 푸란계 산화 기질의 농도는 1 내지 3 중량%, 2 내지 4 중량%, 3 내지 5 중량%, 4 내지 6 중량%, 5 내지 7 중량%, 6 내지 8 중량%, 7 내지 9 중량%, 8 내지 10 중량%, 9 내지 11 중량%, 10 내지 12 중량%, 11 내지 13 중량%, 12 내지 14 중량%, 또는 13 내지 15 중량%의 범위이거나, 또는 상기 언급된 임의의 두 중량 백분율에 의해 정의되는 범위 내에 있다. 전형적으로, 푸란계 산화 기질은 적어도 5 중량%의 농도로 산화 공급원료 중에 존재한다. 보다 전형적으로, 푸란계 산화 기질은 접촉 (산화) 단계가 수행되는 온도에서 적어도 6 중량%, 또는 적어도 7 중량%, 또는 적어도 8 중량%, 또는 적어도 9 중량%, 또는 적어도 10 중량%, 또는 적어도 11 중량%, 또는 적어도 12 중량%, 또는 적어도 13 중량%, 또는 적어도 14 중량%, 또는 적어도 15 중량%의 농도로 산화 공급원료 중에 존재하거나 또는 상기 언급된 임의의 두 농도에 의해 정의되는 범위 내에 있다. 일부 실시양태에서, 푸란계 산화 기질은 접촉 (산화) 단계가 수행되는 온도에서 6 내지 8 중량%, 7 내지 9 중량%, 8 내지 10 중량%, 9 내지 11 중량%, 10 내지 12 중량%, 11 내지 13 중량%, 12 내지 14 중량%, 또는 13 내지 15%의 범위이거나, 또는 상기 언급된 임의의 두 중량%에 의해 정의되는 범위 내에 있는 농도로 산화 공급원료 중에 존재한다.In carrying out the oxidation methods of the present disclosure, the furanic oxidizing substrate may be present in the oxidizing feedstock in any concentration up to its solubility limit, in situations where the feedstock is in solution. In some embodiments, the concentration of the furanic oxidation substrate in the oxidation feedstock is at least 1%, at least 2%, at least 3%, at least 4%, at least 5%, at least 6%, by weight of the oxidation feedstock. at least 7%, at least 8%, at least 9%, at least 10%, at least 11%, at least 12%, at least 13%, at least 14%, or at least 15%, or within the range defined by any two concentrations mentioned above. In some embodiments, the concentration of the furanic oxidation substrate in the oxidized feedstock is 1 to 3%, 2 to 4%, 3 to 5%, 4 to 6%, 5 to 7%, 6 to 8% by weight. %, 7 to 9%, 8 to 10%, 9 to 11%, 10 to 12%, 11 to 13%, 12 to 14%, or 13 to 15%, or within the range defined by any two weight percentages recited. Typically, the furanic oxidizing substrate is present in the oxidizing feedstock in a concentration of at least 5% by weight. More typically, the furanic oxidizing substrate is present in an amount of at least 6% by weight, or at least 7% by weight, or at least 8% by weight, or at least 9% by weight, or at least 10% by weight, or at least at the temperature at which the catalytic (oxidation) step is performed. present in the oxidized feedstock at a concentration of 11%, or at least 12%, or at least 13%, or at least 14%, or at least 15% by weight or within a range defined by any two concentrations noted above there is. In some embodiments, the furanic oxidized substrate is present at the temperature at which the catalytic (oxidation) step is performed in an amount of 6 to 8%, 7 to 9%, 8 to 10%, 9 to 11%, 10 to 12%, present in the oxidizing feedstock at a concentration ranging from 11 to 13%, 12 to 14%, or 13 to 15%, or within a range defined by any two of the aforementioned weight%.

푸란계 산화 기질 및 FDCA에 대해 필요한 최소 용매화 요건을 나타내는 유기 용매가 단독으로 또는 다성분 용매의 성분으로서 본 개시내용의 실행에서 사용하는데 적합하다. 특히, 본원에 기재된 촉매 및 조건과 조합된 비양성자성 유기 용매의 사용이 본 개시내용의 방법에 대하여 나타나는 높은 생산성을 용이하게 하는 것으로 나타남을 발견하였다. 따라서, 일부 실시양태에서, 산화 용매는 단독의 (예를 들어, 단일 성분 용매로서의) 또는 다성분 용매의 성분으로서의 비양성자성 유기 용매 (예를 들어, 에테르, 에스테르, 또는 케톤)를 포함한다. 다성분 용매에서 사용시, 비양성자성 유기 용매는 전형적으로 다성분 용매의 다른 성분(들)과 혼화성이다. 용어 "다성분 용매"는 본원에서 2종, 3종, 또는 그 이상의 용매 종의 혼합물을 지칭한다. 본 개시내용의 실행에서 사용되는 다성분 용매는 제1 유기 용매 종, 제2 유기 용매 종, 또는 물로부터 선택된 2종 이상의 용매 종을 포함할 수 있다. 다성분 용매가 물 및 유기 용매를 포함하는 경우, 유기 용매는 수혼화성 유기 용매이다. 전형적으로, 수혼화성 유기 용매는 수혼화성 비양성자성 유기 용매이다.Organic solvents that exhibit the minimum solvation requirements necessary for furanic oxidizing substrates and FDCA are suitable for use in the practice of the present disclosure, either alone or as components of multi-component solvents. In particular, it has been found that the use of an aprotic organic solvent in combination with the catalysts and conditions described herein appears to facilitate the high productivity exhibited for the methods of the present disclosure. Thus, in some embodiments, the oxidation solvent includes an aprotic organic solvent (eg, an ether, ester, or ketone) either alone (eg, as a single component solvent) or as a component of a multi-component solvent. When used in multi-component solvents, aprotic organic solvents are typically miscible with the other component(s) of the multi-component solvent. The term “multi-component solvent” herein refers to a mixture of two, three, or more solvent species. A multi-component solvent used in the practice of the present disclosure may include a first organic solvent species, a second organic solvent species, or two or more solvent species selected from water. When the multi-component solvent includes water and an organic solvent, the organic solvent is a water-miscible organic solvent. Typically, the water-miscible organic solvent is a water-miscible aprotic organic solvent.

이러한 효과를 나타내는 예시적 다성분 용매는 물 및 수혼화성 비양성자성 유기 용매를 포함하는 것들을 포함한다. 본 개시내용의 실행에서 사용하는데 적합한 예시적 수혼화성 비양성자성 용매는, 테트라히드로푸란, 글림, 디옥산, 디옥솔란, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드, 술폴란, 아세톤, N-메틸-2-피롤리돈 ("NMP"), 메틸 에틸 케톤 ("MEK"), 및/또는 감마-발레로락톤을 포함한다. 바람직하게는, 수혼화성 비양성자성 유기 용매는 에테르, 예컨대 예를 들어, 글림, 디옥산 (1,4-디옥산), 디옥솔란 (예를 들어, 1,3-디옥솔란), 또는 테트라히드로푸란이다. 본 개시내용의 실행에서 사용하는데 적합한 글림은, 예를 들어, 모노글림 (1,2-디메톡시에탄, "DME"), 에틸 글림, 디글림 (디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르), 에틸 디글림, 트리글림, 부틸 디글림, 테트라글림, 폴리글림, 및/또는 고분자량 알콜의 고도로 에톡실화된 디에테르 ("하이글림")를 포함한다. 종종, 산화 용매는, 글림, 디글림, 또는 디옥산인 수혼화성 비양성자성 유기 용매 및 물을 포함하는 다성분 용매이다.Exemplary multi-component solvents that exhibit this effect include those comprising water and water-miscible aprotic organic solvents. Exemplary water-miscible aprotic solvents suitable for use in the practice of the present disclosure include tetrahydrofuran, glyme, dioxane, dioxolane, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, sulfolane, acetone, N-methyl-2- pyrrolidone ("NMP"), methyl ethyl ketone ("MEK"), and/or gamma-valerolactone. Preferably, the water-miscible aprotic organic solvent is an ether such as, for example, glyme, dioxane (1,4-dioxane), dioxolane (eg 1,3-dioxolane), or tetrahydro it's furan Glymes suitable for use in the practice of the present disclosure include, for example, monoglyme (1,2-dimethoxyethane, “DME”), ethyl glyme, diglyme (diethylene glycol dimethyl ether), ethyl diglyme, tri glyme, butyl diglyme, tetraglyme, polyglyme, and/or highly ethoxylated diethers of high molecular weight alcohols ("hyglyme"). Often, the oxidation solvent is a multi-component solvent comprising water and a water-miscible aprotic organic solvent that is glyme, diglyme, or dioxane.

본 개시내용의 실행에서 산화 용매로서 사용하는데 적합한 유기 용매 및 다성분 용매는 이전에 언급된 바와 같이 그의 전문이 본원에 참조로 명백히 포함된 PCT 출원 번호 PCT/US17/13197에 레노비아 및 스토라 엔소에 의해 기재되어 있으며 기재된 바와 같이 용이하게 규명될 수 있다.Organic solvents and multi-component solvents suitable for use as oxidation solvents in the practice of this disclosure are disclosed in PCT Application No. PCT/US17/13197, Renovia and Stora Enso, as previously mentioned, expressly incorporated herein by reference in their entirety. and can be readily identified as described.

일부 실시양태에서, 산화 용매의 조성은 추가의 하류 공정 (예를 들어, 생성물 회수, 정제 등, 예컨대 본 출원에 기재된 정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하기 위한 하류 공정을 용이하게 하기 위함), 또는 상류 공정 (예를 들어, 당에서 푸란계 산화 기질로의 전환)의 요건을 고려할 수 있다.In some embodiments, the composition of the oxidation solvent is adjusted to further downstream processes (e.g., to facilitate product recovery, purification, etc., such as to make a purified FDCA pathway product described herein), or upstream The requirements of the process (eg, conversion of sugars to furanic oxidizing substrates) can be taken into account.

일부 실시양태에서, 경질 용매 및 중질 용매를 포함하는 다성분 용매인 산화 용매를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 용어 "경질 용매"는 동일한 압력에서 중질 용매의 비점 (비등 온도)보다 낮은 온도에서 나타나는 특정 압력에서의 비점을 갖는 용매를 지칭한다. 역으로, 용어 "중질 용매"는 동일한 압력에서 경질 용매의 비점 (비등 온도)보다 높은 온도에서 나타나는 특정 압력에서의 비점을 갖는 용매를 지칭한다. 다성분 용매가 물 및 수혼화성 유기 용매를 포함하는 경우, 수혼화성 유기 용매는 경질 수혼화성 유기 용매 (예를 들어, 물의 비점보다 낮은 온도에서 나타나는 비점을 갖는 수혼화성 유기 용매)일 수 있거나, 또는 이는 중질 수혼화성 유기 용매 (예를 들어, 물의 비점보다 높은 온도에서 나타나는 비점을 갖는 수혼화성 유기 용매)일 수 있다. 전형적으로, 경질 및 중질 수혼화성 유기 용매는 각각 경질 및 중질 비양성자성 유기 용매이다. 다성분 용매 중에서 물과 함께 사용되는 예시적 경질 수혼화성 (및 비양성자성) 유기 용매는, 예를 들어, 글림, 디옥솔란 (예를 들어, 1,3-디옥솔란), 또는 테트라히드로푸란을 포함한다. 다성분 용매 중에서 물과 함께 사용되는 예시적 중질 수혼화성 (및 비양성자성) 유기 용매는, 예를 들어, 디옥산, 에틸 글림, 디글림 (디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르), 에틸 디글림, 트리글림, 부틸 디글림, 테트라글림, 또는 폴리글림을 포함한다. 일부 실시양태 (예를 들어, 연속 반응기 시스템)에서는, 산화 용매 또는 그의 성분의 전부 또는 일부를 생성 용액으로부터 제거하고 (예를 들어, 증류에 의함), 반응 혼합물로 재순환시킬 수 있다. 이러한 실시양태에서, 산화 단계 (예를 들어, 접촉 단계) 동안 사용되는 온도에서, 또는 산화 단계의 상류 또는 하류인 공정 동안 사용되는 온도에서 공비 혼합물에 상응하는 또는 공비 혼합물을 형성할 수 있는 조성 (예를 들어, "공비혼합 조성")을 갖는 다성분 용매를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 공비혼합 조성물을 갖는 이러한 다성분 용매의 사용은 산화 단계로의, 또는 산화 단계의 상류 및/또는 하류에서 나타나는 공정으로의 산화 용매 (공비혼합 조성물의 일부로서)의 재순환을 용이하게 할 수 있다.In some embodiments, it may be desirable to use an oxidation solvent that is a multi-component solvent comprising a light solvent and a heavy solvent. The term “light solvent” refers to a solvent that has a boiling point at a particular pressure that appears at a temperature lower than the boiling point (boiling temperature) of a heavy solvent at the same pressure. Conversely, the term “heavy solvent” refers to a solvent that has a boiling point at a particular pressure which appears at a temperature higher than the boiling point (boiling temperature) of a light solvent at the same pressure. When the multi-component solvent includes water and a water-miscible organic solvent, the water-miscible organic solvent may be a light water-miscible organic solvent (eg, a water-miscible organic solvent having a boiling point occurring at a temperature lower than that of water), or It may be a heavy water-miscible organic solvent (eg, a water-miscible organic solvent having a boiling point occurring at a temperature higher than the boiling point of water). Typically, the light and heavy water-miscible organic solvents are light and heavy aprotic organic solvents, respectively. Exemplary light water-miscible (and aprotic) organic solvents used with water in multi-component solvents include, for example, glyme, dioxolane (e.g., 1,3-dioxolane), or tetrahydrofuran. include Exemplary heavy water-miscible (and aprotic) organic solvents used with water in multi-component solvents include, for example, dioxane, ethyl glyme, diglyme (diethylene glycol dimethyl ether), ethyl diglyme, triglyme , butyl diglyme, tetraglyme, or polyglyme. In some embodiments (eg, continuous reactor systems), all or a portion of the oxidation solvent or components thereof may be removed from the product solution (eg, by distillation) and recycled to the reaction mixture. In such an embodiment, a composition corresponding to or capable of forming an azeotropic mixture at the temperature used during the oxidation step (eg, the contacting step), or at the temperature used during a process upstream or downstream of the oxidation step ( For example, it may be desirable to use a multi-component solvent having an "azeotropic composition"). The use of such a multi-component solvent with an azeotrope composition can facilitate recycling of the oxidation solvent (as part of the azeotrope composition) to the oxidation step, or to processes occurring upstream and/or downstream of the oxidation step.

일부 실시양태에서, 수혼화성 유기 용매 종은 다성분 용매의 적어도 5 부피% (vol%), 적어도 10 vol%, 적어도 15 vol%, 적어도 20 vol%, 적어도 25 vol%, 적어도 30 vol%, 적어도 35 vol%, 적어도 40 vol%, 적어도 45 vol%, 적어도 50 vol%, 적어도 55 vol%, 적어도 60 vol%, 적어도 65 vol%, 적어도 70 vol%, 적어도 75 vol%, 적어도 80 vol%, 적어도 85 vol%, 적어도 90 vol%, 또는 적어도 95 vol%이거나 또는 상기 언급된 임의의 두 부피%에 의해 정의되는 범위 내에 있고; 상응하게, 물은 전형적으로 각각 다성분 시스템의 95 vol% 미만, 90 vol% 미만, 85 vol% 미만, 80 vol% 미만, 75 vol% 미만, 70 vol% 미만, 65 vol% 미만, 60 vol% 미만, 55 vol% 미만, 50 vol% 미만, 45 vol% 미만, 40 vol% 미만, 35 vol% 미만, 30 vol% 미만, 25 vol% 미만, 20 vol% 미만, 15 vol% 미만, 10 vol% 미만, 또는 5 vol% 미만이거나 (그러나 0은 아님) 또는 상기 언급된 임의의 두 부피% (둘 다 0은 아님)에 의해 정의되는 범위 내에 있다.In some embodiments, the water-miscible organic solvent species comprises at least 5 vol %, at least 10 vol %, at least 15 vol %, at least 20 vol %, at least 25 vol %, at least 30 vol %, at least 35 vol%, at least 40 vol%, at least 45 vol%, at least 50 vol%, at least 55 vol%, at least 60 vol%, at least 65 vol%, at least 70 vol%, at least 75 vol%, at least 80 vol%, at least 85 vol %, at least 90 vol %, or at least 95 vol % or within the range defined by any two volume % mentioned above; Correspondingly, water typically represents less than 95 vol%, less than 90 vol%, less than 85 vol%, less than 80 vol%, less than 75 vol%, less than 70 vol%, less than 65 vol%, 60 vol% of the multicomponent system, respectively. Less than 55 vol%, Less than 50 vol%, Less than 45 vol%, Less than 40 vol%, Less than 35 vol%, Less than 30 vol%, Less than 25 vol%, Less than 20 vol%, Less than 15 vol%, 10 vol% less than, or less than 5 vol % (but not zero) or within a range defined by any two volume % mentioned above (but not both).

일부 실시양태에서, 다성분 용매는 1-5 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 99-95 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 5-10 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 95-90 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 10-15 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 90-85 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 15-20 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 85-80 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 20-25 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 80-75 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 25-30 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 75-70 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 30-35 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 70-65 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 35-40 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 65-60 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 40-45 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 60-55 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 45-50 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 65-50 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 50-55 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 50-45 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 55-60 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 45-40 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 60-65 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 40-35 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 65-70 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 35-30 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 70-75 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 30-25 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 75-80 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 25-20 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 80-85 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 20-15 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 85-90 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 15-10 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 90-95 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 10-5 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 95-99 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 5-1 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다.In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 1-5% by weight or any number in between and water miscible organic solvent in the range of 99-95% by weight or any number in between. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 5-10% by weight or any number in between and water miscible organic solvent in the range of 5-10% by weight or any number in between. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 10-15% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 90-85% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 15-20% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 85-80% by weight or any number in between. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 20-25% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 80-75% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 25-30% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 75-70% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 30-35% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 70-65% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 35-40% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 65-60% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 40-45% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 60-55% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 45-50% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 65-50% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 50-55% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 50-45% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 55-60% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 45-40% by weight or any number in between. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 60-65% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 40-35% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 65-70% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 35-30% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 70-75% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 30-25% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 75-80% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 25-20% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 80-85% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 20-15% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 85-90% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 15-10% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 90-95% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 10-5% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 95-99% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 5-1% by weight or any number therebetween.

일부 실시양태에서, 물 대 수혼화성 유기 용매의 부피비는 1:6 내지 6:1 범위 또는 이들 사이의 임의의 수이다. 특정 실시양태에서, 부피비는 1:4 내지 4:1 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물:수혼화성 유기 용매이다. 다른 실시양태에서, 부피비는 1:4 내지 3:1 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물:수혼화성 유기 용매이다. 다른 실시양태에서, 부피비는 1:3 내지 3:1 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물:수혼화성 유기 용매이다. 특정 실시양태에서, 부피비는 1:1의 물:수혼화성 유기 용매이다.In some embodiments, the volume ratio of water to water miscible organic solvent ranges from 1:6 to 6:1 or any number in between. In certain embodiments, the volume ratio is in the range of 1:4 to 4:1, or any number of water:water miscible organic solvents in between. In another embodiment, the volume ratio is in the range of 1:4 to 3:1 or any number of water:water miscible organic solvents in between. In another embodiment, the volume ratio is in the range of 1:3 to 3:1 or any number of water:water miscible organic solvents in between. In certain embodiments, the volume ratio is 1:1 water:water miscible organic solvent.

일부 실시양태에서, 다성분 용매는 물 및 2종의 상이한 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 전형적으로 수혼화성 유기 용매 2종 모두가 수혼화성 비양성자성 유기 용매이다. 2종의 수혼화성 비양성자성 용매는 각각 독립적으로 테트라히드로푸란, 글림, 디옥산, 디옥솔란, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드, 술폴란, 아세톤, N-메틸-2-피롤리돈 ("NMP"), 메틸 에틸 케톤 ("MEK"), 및/또는 감마-발레로락톤으로부터 선택될 수 있다. 수혼화성 비양성자성 유기 용매 중 1종 또는 2종 모두가 에테르, 예컨대 예를 들어, 글림, 디옥산 (예를 들어 1,4-디옥산), 디옥솔란 (예를 들어, 1,3-디옥솔란), 테트라히드로푸란 등일 수 있다. 글림은, 예를 들어, 모노글림 (1,2-디메톡시에탄, "DME"), 에틸 글림, 디글림 (디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르), 에틸 디글림, 트리글림, 부틸 디글림, 테트라글림, 폴리글림, 및/또는 고분자량 알콜의 고도로 에톡실화된 디에테르 ("하이글림")를 포함한다.In some embodiments, the multi-component solvent includes water and two different water-miscible organic solvents. Typically both water-miscible organic solvents are water-miscible aprotic organic solvents. The two water-miscible aprotic solvents are each independently tetrahydrofuran, glyme, dioxane, dioxolane, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, sulfolane, acetone, N-methyl-2-pyrrolidone ("NMP "), methyl ethyl ketone ("MEK"), and/or gamma-valerolactone. One or both of the water-miscible aprotic organic solvents may be ethers such as, for example, glyme, dioxane (eg 1,4-dioxane), dioxolane (eg 1,3-dioxane) solan), tetrahydrofuran, and the like. Glyme is, for example, monoglyme (1,2-dimethoxyethane, “DME”), ethyl glyme, diglyme (diethylene glycol dimethyl ether), ethyl diglyme, triglyme, butyl diglyme, tetraglyme, polyglyme, and/or highly ethoxylated diethers of high molecular weight alcohols ("hyglymes").

일부 실시양태에서, 물 대 제1 및 제2 수혼화성 유기 용매의 부피비는 대략 1:1:1 (v:v:v)이다. 일부 실시양태에서, 물 대 제1 및 제2 수혼화성 유기 용매의 부피비는 대략 1:2:1 (v:v:v)이다. 일부 실시양태에서, 물 대 제1 및 제2 수혼화성 유기 용매의 부피비는 대략 1:2:2 (v:v:v)이다. 일부 실시양태에서, 물 대 제1 및 제2 수혼화성 유기 용매의 부피비는 대략 2:1:1 (v:v:v)이다.In some embodiments, the volume ratio of water to the first and second water-miscible organic solvents is approximately 1:1:1 (v:v:v). In some embodiments, the volume ratio of water to the first and second water-miscible organic solvents is approximately 1:2:1 (v:v:v). In some embodiments, the volume ratio of water to the first and second water-miscible organic solvents is approximately 1:2:2 (v:v:v). In some embodiments, the volume ratio of water to the first and second water-miscible organic solvents is approximately 2:1:1 (v:v:v).

일부 실시양태에서, 다성분 용매는 물 및 2종의 상이한 수혼화성 유기 용매를 물 대 제1 및 제2 수혼화성 유기 용매의 상대적 양으로 포함한다. 물 및 2종의 상이한 수혼화성 유기 용매를 포함하는 적합한 다성분 용매는 이전에 언급된 바와 같이 그의 전문이 본원에 참조로 명백히 포함된 PCT 출원 번호 PCT/US17/13197에 레노비아 및 스토라 엔소에 의해 기재되어 있다.In some embodiments, the multi-component solvent comprises water and two different water-miscible organic solvents in relative amounts of water to first and second water-miscible organic solvents. Suitable multi-component solvents, including water and two different water-miscible organic solvents, are disclosed in PCT Application No. PCT/US17/13197 by Renovia and Stora Enso, expressly incorporated herein by reference in their entirety as previously mentioned. is described by

접촉 단계는 종종, (가용성) FDCA 경로 생성물을 적어도 2 중량%, 적어도 3 중량%, 적어도 4 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 6 중량%, 적어도 7 중량%, 적어도 8 중량%, 적어도 9 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 11 중량%, 적어도 12 중량%, 적어도 13 중량%, 적어도 14 중량%, 또는 적어도 15 중량%의 농도로, 또는 상기 언급된 임의의 두 값에 의해 정의되는 범위 내의 농도로 포함하는 생성물 용액을 생성하는데 충분한 시간 동안 수행된다. 상응하게, (가용성) FDCA 경로 생성물을 포함하는 생성물 용액이 생성되는 경우, 이는 적어도 2 중량%, 적어도 3 중량%, 적어도 4 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 6 중량%, 적어도 7 중량%, 적어도 8 중량%, 적어도 9 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 11 중량%, 적어도 12 중량%, 적어도 13 중량%, 적어도 14 중량%, 또는 적어도 15 중량%의 농도로, 또는 상기 언급된 임의의 두 값에 의해 정의되는 범위 내의 농도로 생성된다. 용어 "생성물 용액"은 본원에서, 산화 용매 중의 가용성 FDCA 경로 생성물 및 반응 혼합물의 다른 가용성 성분의 용액을 지칭한다. 어구 "FDCA 경로 생성물을 ~의 농도로 포함하는 생성물 용액을 생성하는데 충분한 시간"은 본원에서, 생성물 용액 중의 FDCA 경로 생성물을 특정된 농도로 생성하기 위해 필요한 최소량의 시간을 지칭한다.The contacting step often comprises at least 2%, at least 3%, at least 4%, at least 5%, at least 6%, at least 7%, at least 8%, at least 9%, by weight, of the (soluble) FDCA pathway product. %, at least 10%, at least 11%, at least 12%, at least 13%, at least 14%, or at least 15% by weight, or within a range defined by any two values noted above. and for a period of time sufficient to produce a product solution comprising the concentration. Correspondingly, when a product solution comprising (soluble) FDCA pathway product is produced, it is at least 2%, at least 3%, at least 4%, at least 5%, at least 6%, at least 7%, at a concentration of at least 8%, at least 9%, at least 10%, at least 11%, at least 12%, at least 13%, at least 14%, or at least 15%, or any of the aforementioned It is produced at a concentration within the range defined by the two values. The term "product solution" as used herein refers to a solution of the soluble FDCA pathway product and other soluble components of the reaction mixture in an oxidation solvent. The phrase “time sufficient to produce a product solution comprising an FDCA pathway product at a concentration of” refers herein to the minimum amount of time required to produce a specified concentration of an FDCA pathway product in a product solution.

본 개시내용의 실행에서 사용되는 불균질 산화 촉매는 전형적으로 지지체의 내부 및 외부 표면 상에 분산된 귀금속을 갖는다. 용어 "귀금속"은 본원에서, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 오스뮴, 이리듐, 백금 또는 금 또는 그의 혼합물을 지칭한다. 특정 바람직한 실시양태에서, 금속은 백금, 또는 금, 또는 이들의 조합으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, 금속은 백금이다. 일부 실시양태에서, 금속은 금이다. 불균질 산화 촉매는 불균질 산화 촉매의 성능을 향상시키기 위해 촉진제를 추가로 포함할 수 있다. 적합한 촉진제는 Ti, Zr, Cr, Mo, W, Mn, Ru, Cu, Zn, Sb, Bi, Sn, Au, Ag, Pb, 또는 Te 또는 그의 혼합물을 포함할 수 있다. 금속이 백금, 또는 금, 또는 이들의 조합인 경우, 적합한 촉진제는, 예를 들어, Bi, Te, Sn, Pd, Ir, Mo, 또는 W 또는 그의 혼합물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 촉진제는 Bi이다. 일부 실시양태에서, 촉진제는 Te이다. 일부 실시양태에서, 촉진제는 Sn이다.Heterogeneous oxidation catalysts used in the practice of the present disclosure typically have noble metals dispersed on the inner and outer surfaces of the support. The term "noble metal" as used herein refers to ruthenium, rhodium, palladium, silver, osmium, iridium, platinum or gold or mixtures thereof. In certain preferred embodiments, the metal is selected from platinum, or gold, or combinations thereof. In some embodiments, the metal is platinum. In some embodiments, the metal is gold. The heterogeneous oxidation catalyst may further include a promoter to enhance the performance of the heterogeneous oxidation catalyst. Suitable promoters may include Ti, Zr, Cr, Mo, W, Mn, Ru, Cu, Zn, Sb, Bi, Sn, Au, Ag, Pb, or Te or mixtures thereof. When the metal is platinum, or gold, or combinations thereof, suitable accelerators include, for example, Bi, Te, Sn, Pd, Ir, Mo, or W or mixtures thereof. In some embodiments, the accelerator is Bi. In some embodiments, the accelerator is Te. In some embodiments, the accelerator is Sn.

불균질 산화 촉매는 전형적으로 귀금속을 0.3 중량% 내지 5 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 총 금속 로딩으로 포함한다. 일부 실시양태에서, 금속 로딩은 0.5 중량% 내지 4 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수이다. 일부 실시양태에서, 금속 로딩은 2 내지 4 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수이다. 일부 실시양태에서, 금속 로딩은 2 중량%이다. 일부 실시양태에서, 금속 로딩은 3 중량%이다. 일부 실시양태에서, 금속 로딩은 4 중량%이다. 2종 이상의 금속이 사용되는 경우, 불균질 산화 촉매는 각각 2종 이상의 금속을 포함하는 복수의 불균질 산화 촉매 입자를 포함할 수 있거나, 또는 불균질 산화 촉매는 불균질 산화 촉매 금속-입자 종, 예를 들어, 제1 금속 종을 포함하는 제1의 복수의 불균질 산화 촉매 입자 및 제2 금속 종을 포함하는 제2의 복수의 불균질 산화 촉매 입자의 혼합물을 포함할 수 있다. 본 개시내용의 실행에서 사용되는 불균질 산화 촉매를 제조하는 방법은 이전에 언급된 바와 같이 그의 전문이 본원에 참조로 명백히 포함된 PCT 출원 번호 PCT/US17/13197에 레노비아 및 스토라 엔소에 의해 기재되어 있다.Heterogeneous oxidation catalysts typically include a noble metal at a total metal loading ranging from 0.3% to 5% by weight or any number in between. In some embodiments, the metal loading ranges from 0.5% to 4% by weight or any number in between. In some embodiments, the metal loading is in the range of 2 to 4 weight percent or any number in between. In some embodiments, the metal loading is 2% by weight. In some embodiments, the metal loading is 3% by weight. In some embodiments, the metal loading is 4% by weight. When two or more metals are used, the heterogeneous oxidation catalyst may comprise a plurality of heterogeneous oxidation catalyst particles each comprising two or more metals, or the heterogeneous oxidation catalyst may comprise a heterogeneous oxidation catalyst metal-particle species; For example, it may include a mixture of a first plurality of heterogeneous oxidation catalyst particles comprising a first metal species and a second plurality of heterogeneous oxidation catalyst particles comprising a second metal species. Methods for preparing heterogeneous oxidation catalysts used in the practice of this disclosure are described by Renovia and Stora Enso in PCT Application No. PCT/US17/13197, expressly incorporated herein by reference in its entirety, as previously noted. are listed.

불균질 산화 촉매의 고체 지지체 성분은, 또한 본원에 기재된 비표면적 요건을 갖는, 촉매 지지체로서 사용하는데 적합한 것으로 관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 공지된 임의의 유형의 물질을 포함할 수 있다. 적합한 물질은, 예를 들어, 금속 산화물, 탄소질 물질, 중합체, 금속 규산염, 금속 탄화물, 또는 이들로부터 제조된 임의의 복합 물질을 포함한다. 예시적 금속 산화물은 산화규소 (실리카), 산화지르코늄 (지르코니아), 산화티타늄 (티타니아), 이산화티타늄 또는 산화알루미늄 (알루미나)을 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "탄소질"은 흑연 및 카본 블랙을 지칭하고, 이는 활성화 형태일 수 있거나 또는 아닐 수 있다. 예시적 금속 규산염은, 예를 들어, 오르토실리케이트, 보로실리케이트, 또는 알루미노실리케이트 (예를 들어, 제올라이트)를 포함한다. 예시적 금속 탄화물은, 예를 들어, 탄화규소를 포함한다. 적합한 중합체 고체 지지체 물질은 폴리스티렌, 폴리스티렌-코-디비닐 벤젠, 폴리아미드, 또는 폴리아크릴아미드를 포함한다.The solid support component of the heterogeneous oxidation catalyst may include any type of material known by those skilled in the art to be suitable for use as a catalyst support, also having the specific surface area requirements described herein. Suitable materials include, for example, metal oxides, carbonaceous materials, polymers, metal silicates, metal carbides, or any composite material made therefrom. Exemplary metal oxides include silicon oxide (silica), zirconium oxide (zirconia), titanium oxide (titania), titanium dioxide or aluminum oxide (alumina). As used herein, the term "carbonaceous" refers to graphite and carbon black, which may or may not be in an activated form. Exemplary metal silicates include, for example, orthosilicates, borosilicates, or aluminosilicates (eg, zeolites). Exemplary metal carbides include, for example, silicon carbide. Suitable polymeric solid support materials include polystyrene, polystyrene-co-divinyl benzene, polyamide, or polyacrylamide.

적합한 고체 지지체 물질은 또한 결합제, 및 금속 산화물, 탄소질 물질, 중합체, 금속 규산염 및/또는 금속 탄화물로부터 선택된 물질로부터 제조된, 또는 이를 포함하는 복합 물질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 결합제는 수지이다. 다른 실시양태에서, 복합 물질은 탄화된 결합제, 및 금속 산화물, 탄소질 물질, 금속 규산염 및/또는 금속 탄화물로부터 선택된 물질을 포함한다. 하나의 실시양태에서, 복합 물질은 탄화된 결합제 및 카본 블랙을 포함하고, 이는 활성화 탄소일 수 있거나 또는 아닐 수 있거나 또는 그를 포함할 수 있다. 이러한 탄소 기재의 복합 물질을 제조하는 방법은 레노비아에 의해 디아스 등(Dias et al.,)의 PCT 출원 번호 PCT/US15/28358에 기재되어 있고, 이는 명백히 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.Suitable solid support materials also include composite materials made from or comprising a binder and a material selected from metal oxides, carbonaceous materials, polymers, metal silicates and/or metal carbides. In some embodiments, the binder is a resin. In another embodiment, the composite material comprises a carbonized binder and a material selected from metal oxides, carbonaceous materials, metal silicates and/or metal carbides. In one embodiment, the composite material includes a carbonized binder and carbon black, which may or may not be or include activated carbon. Methods for making such carbon-based composite materials are described by Dias et al., by Renovia in PCT Application No. PCT/US15/28358, expressly incorporated herein by reference in its entirety.

일부 실시양태에서, 고체 지지체는 아디티야 비를라(Aditya Birla) CDX-KU, 아디티야 비를라 CSCUB, 아디티야 비를라 R2000B, 아디티야 비를라 R2500UB, 아디티야 비를라 R3500B, 아디티야 비를라 R5000U2, 아로스퍼스(Arosperse) 5-183A, 아스버리(Asbury) 5302, 아스버리 5303, 아스버리 5345, 아스버리 5348R, 아스버리 5358R, 아스버리 5365R, 아스버리 5368, 아스버리 5375R, 아스버리 5379, 아스버리 A99, 캐보트 모나크(Cabot Monarch) 120, 캐보트 모나크 280, 캐보트 모나크 570, 캐보트 모나크 700, 캐보트 노리트 다르코(Cabot Norit Darco) 12x20L1, 캐보트 불칸(Cabot Vulcan) XC72, 콘티넨탈(Continental) N120, 콘티넨탈 N234, 콘티넨탈 N330, 콘티넨탈 N330-C, 콘티넨탈 N550, 노리트(Norit) ROX 0.8, 오리온 아로스퍼스(Orion Arosperse) 138, 오리온 아로스퍼스 15, 오리온 컬러 블랙(Orion Color Black) FW 2, 오리온 컬러 블랙 FW 255, 오리온 하이블랙(Orion HiBlack) 40B2, 오리온 하이-블랙 50 L, 오리온 하이-블랙 50 LB, 오리온 하이-블랙 600 L, 오리온 HP-160, 오리온 램프 블랙(Orion Lamp Black) 101, 오리온 N330, 오리온 프린텍스(Orion Printex) L6, 시드 리차드슨 그라운드(Sid Richardson Ground) N115, 시드 리차드슨 그라운드 SR155, 시드 리차드슨(Sid Richardson) SC159, 시드 리차드슨 SC419, 팀칼 엔사코(Timcal Ensaco) 150G, 팀칼 엔사코 250G, 팀칼 엔사코 260G, 및/또는 팀칼 엔사코 350G 또는 그의 임의의 조합으로부터 선택된 카본 블랙 물질을 포함한다.In some embodiments, the solid support is Aditya Birla CDX-KU, Aditya Birla CSCUB, Aditya Birla R2000B, Aditya Birla R2500UB, Aditya Birla R3500B, Aditya Birla R3500B Tiya Birla R5000U2, Arosperse 5-183A, Asbury 5302, Asbury 5303, Asbury 5345, Asbury 5348R, Asbury 5358R, Asbury 5365R, Asbury 5368, Asbury 5375R, Asbury 5379, Asbury A99, Cabot Monarch 120, Cabot Monarch 280, Cabot Monarch 570, Cabot Monarch 700, Cabot Norit Darco 12x20L1, Cabot Vulcan Vulcan XC72, Continental N120, Continental N234, Continental N330, Continental N330-C, Continental N550, Norit ROX 0.8, Orion Arosperse 138, Orion Arosperse 15, Orion Color Black ( Orion Color Black) FW 2, Orion Color Black FW 255, Orion HiBlack 40B2, Orion Hi-Black 50 L, Orion Hi-Black 50 LB, Orion Hi-Black 600 L, Orion HP-160, Orion Lamp Orion Lamp Black 101, Orion N330, Orion Printex L6, Sid Richardson Ground N115, Sid Richardson Ground SR155, Sid Richardson SC159, Sid Richardson SC419, Timkal Ensaco (Timcal Ensaco) 150G, Timcal Ensaco 250G, Timcal Ensaco 260G, and/or Timcal Ensaco 350G or any combination thereof.

고체 지지체의 금속 함침은 전형적으로, 고체 지지체의 비표면적, 세공 직경, 및 비부피에 있어 무시할만한 변화를 일으킨다. 본 개시내용에서 사용하는데 적합한 불균질 산화 촉매는 전형적으로, 복수의 세공 및 예를 들어 20 m2/g 내지 500 m2/g 범위, 예컨대 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 120, 140, 160, 180, 200, 225, 250, 275, 300, 325, 350, 375, 400, 425, 450, 475, 또는 500 m2/g의, 또는 상기 언급된 임의의 두 표면적에 의해 정의되는 범위 내의 비표면적을 포함하는 고체 지지체를 사용하여 제조된다. 비표면적은 공지된 방법, 예컨대 브루나우어, 에메트 및 텔러(Bruanauer, Emmett and Teller) (J. Am. Chem. Soc. 1938, 60:309-311) 및/또는 수은 세공측정법을 사용하여 측정될 수 있다. 예를 들어, ASTM 시험 방법 D3663, D6556, 및 D4567을 참조하며, 이들 각각은 그 전문이 참조로 포함된다. 전형적으로, 본 개시내용의 실행에서 사용되는 불균질 산화 촉매 (및 고체 지지체)는 25 m2/g 내지 250 m2/g 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또한 때때로 25 m2/g 내지 225 m2/g 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또는 25 m2/g 내지 200 m2/g 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또는 25 m2/g 내지 175 m2/g 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또는 25 m2/g 내지 150 m2/g 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또는 25 m2/g 내지 125 m2/g 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또는 25 m2/g 내지 100 m2/g 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 비표면적을 갖는다. 이들 비표면적은, 예를 들어 활성탄과 같은, 관련 기술분야에서 보다 전형적으로 사용되는 고도 다공성 촉매 지지체 물질에 비해 비교적 낮다. 본 개시내용의 산화 방법에서 사용되는 불균질 산화 촉매의 비교적 낮은 표면적은, 실질적으로 무염기 조건 하에 푸란계 산화 기질에서 FDCA 및 FDCA 경로 중간체 화합물로의 전환에 대하여 나타나는 높은 선택성 및 수율에 유리하게 기여하는 것으로 여겨진다.Metal impregnation of the solid support typically causes negligible changes in the specific surface area, pore diameter, and specific volume of the solid support. Heterogeneous oxidation catalysts suitable for use in the present disclosure typically have a plurality of pores and pores in the range of, for example, 20 m 2 /g to 500 m 2 /g, such as 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 120, 140, 160, 180, 200, 225, 250, 275, 300, 325, 350, 375, 400, 425, 450, 475, or 500 m 2 /g, or any of the aforementioned It is prepared using a solid support having a specific surface area within the range defined by the two surface areas. The specific surface area is measured using known methods such as Brunauer, Emmett and Teller (J. Am. Chem. Soc. 1938, 60:309-311) and/or mercury porosimetry It can be. See, eg, ASTM test methods D3663, D6556, and D4567, each of which is incorporated by reference in its entirety. Typically, the heterogeneous oxidation catalyst (and solid support) used in the practice of the present disclosure ranges from 25 m 2 /g to 250 m 2 /g or any number in between, also sometimes from 25 m 2 /g to 225 m 2 /g. in the range of m 2 /g or any number in between, or in the range of 25 m 2 /g to 200 m 2 /g or any number in between, or in the range of 25 m 2 /g to 175 m 2 /g or in between , or in the range of 25 m 2 /g to 150 m 2 /g or any number in between, or in the range of 25 m 2 /g to 125 m 2 /g or any number in between, or 25 m 2 /g to 100 m 2 /g or any number in between. These specific surface areas are relatively low compared to highly porous catalyst support materials more typically used in the art, such as, for example, activated carbon. The relatively low surface area of the heterogeneous oxidation catalyst used in the oxidation process of the present disclosure advantageously contributes to the high selectivity and yield exhibited for the conversion of furanic oxidation substrates to FDCA and FDCA pathway intermediate compounds under substantially base-free conditions. It is considered to be

본 개시내용의 실행에서 사용되는 불균질 산화 촉매 (및 그의 고체 지지체 성분)은, 비교적 낮은 비표면적에 맞게, 또한 전형적으로, 다른 산화 촉매에 비해 비교적 중간 정도 내지 낮은 세공 비부피를 갖는다. 본 개시내용의 실행에서 사용되는 불균질 산화 촉매 (및 그의 고체 지지체 성분)는 전형적으로, 문헌 [E.P. Barrett, L.G. Joyner, P.P. Halenda, J. Am. Chem. Soc. (1951) 73:373-380] 및 ASTM D4222-03 (2008) (본원에서 "BJH 방법"으로서 언급되는 방법) (이들 둘 다 명백히 그 전문이 본원에 참조로 포함됨)에 기재된 것과 같은, 세공 직경 및 세공 비부피 측정 방법에 의해, 또한 수은 세공측정 방법 (예를 들어, 수은 세공측정계, 예컨대 마이크로메트릭스 오토포어 V 9605 머큐리 포로시미터(Micromeritics Autopore V 9605 Mercury Porosimeter) (미국 조지아주 노르크로스 소재의 마이크로메트릭스 인스트루먼트 코포레이션(Micromeritics Instrument Corp.))를 제조업자의 지시에 따라 사용)에 의해 측정시, 0.1 cm3/g 내지 1.5 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수, 0.1 cm3/g 내지 0.8 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수, 0.1 cm3/g 내지 0.7 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수, 0.1 cm3/g 내지 0.6 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수, 0.1 cm3/g 내지 0.5 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수, 0.2 cm3/g 내지 0.8 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수, 0.2 cm3/g 내지 0.7 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수, 0.2 cm3/g 내지 0.6 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수, 0.2 cm3/g 내지 0.5 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수, 0.3 cm3/g 내지 1 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수, 0.3 cm3/g 내지 0.9 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수, 0.3 cm3/g 내지 0.8 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수, 0.3 cm3/g 내지 0.7 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수, 0.3 cm3/g 내지 0.6 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수, 또는 0.3 cm3/g 내지 0.5 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수의, 또는 상기 언급된 임의의 두 값에 의해 정의되는 범위 내의 세공 비부피 (1.7 nm 내지 100 nm의 직경을 갖는 세공을 기준으로 하여 측정됨)를 갖는다. 예를 들어, ASTM 3663, ASTM D-4284-12 및 D6761-07 (2012)을 참조하며, 이들 모두는 그의 전문이 본원에 참조로 명백하게 포함된다.Heterogeneous oxidation catalysts (and solid support components thereof) used in the practice of the present disclosure, commensurate with relatively low specific surface areas, also typically have relatively moderate to low specific pore volumes compared to other oxidation catalysts. Heterogeneous oxidation catalysts (and solid support components thereof) used in the practice of the present disclosure are typically described in EP Barrett, LG Joyner, PP Halenda, J. Am. Chem. Soc. (1951) 73:373-380] and ASTM D4222-03 (2008) (method referred to herein as the "BJH method"), both expressly incorporated herein by reference in their entirety. and by a pore specific volume measurement method, also by a mercury porosimetry method (e.g., a mercury porosimetry such as Micromeritics Autopore V 9605 Mercury Porosimeter (Micromeritics Autopore V 9605 Mercury Porosimeter) (Micromeritics Autopore V 9605 Mercury Porosimeter, Norcross, GA) 0.1 cm 3 /g to 1.5 cm 3 /g or any number in between, 0.1 cm 3 /g to 0.8 cm, as measured by Micromeritics Instrument Corp. (using according to manufacturer's instructions) 3 /g or any number in between, 0.1 cm 3 /g to 0.7 cm 3 /g or any number in between, 0.1 cm 3 /g to 0.6 cm 3 /g or any number in between, 0.1 cm 3 /g to 0.5 cm 3 /g or any number in between, 0.2 cm 3 /g to 0.8 cm 3 /g or any number in between, 0.2 cm 3 /g to 0.7 cm 3 /g or any number therebetween any number between, 0.2 cm 3 /g to 0.6 cm 3 /g or any number in between, 0.2 cm 3 /g to 0.5 cm 3 /g or any number in between, 0.3 cm 3 /g to 1 cm 3 /g or any number in between, 0.3 cm 3 /g to 0.9 cm 3 /g or any number in between, 0.3 cm 3 /g to 0.8 cm 3 /g or any number in between , 0.3 cm 3 /g to 0.7 cm 3 /g or any number in between, 0.3 cm 3 /g to 0.6 cm 3 /g or any number in between, or 0.3 cm 3 /g to 0.5 cm 3 / g or any number in between, or a specific pore volume (measured based on pores having a diameter of 1.7 nm to 100 nm) within the range defined by any two values mentioned above. See, eg, ASTM 3663, ASTM D-4284-12 and D6761-07 (2012), all of which are expressly incorporated herein by reference in their entirety.

전형적으로, 불균질 산화 촉매는, BJH 방법 및/또는 수은 세공측정법에 의해 측정시, 10 nm 내지 100 nm 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 평균 세공 직경을 갖는다. 보다 전형적으로, 불균질 산화 촉매는, BJH 방법 및/또는 수은 세공측정법에 의해 측정시, 10 nm 내지 90 nm 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 평균 세공 직경을 갖는다. 일부 실시양태에서, 평균 세공 직경은, BJH 방법 및/또는 수은 세공측정법에 의해 측정시, 10 nm 내지 80 nm 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또는 10 nm 내지 70 nm 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또는 10 nm 내지 60 nm 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또한 종종 10 nm 내지 50 nm 범위 또는 이들 사이의 임의의 수이다. 일부 실시양태에서, 평균 세공 직경은, BJH 방법 및/또는 수은 세공측정법에 의해 측정시, 20 nm 내지 100 nm 범위 또는 이들 사이의 임의의 수이다. 이들 특정 실시양태에서, 평균 세공 직경은, BJH 방법 및/또는 수은 세공측정법에 의해 측정시, 20 nm 내지 90 nm 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또는 20 nm 내지 80 nm 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또는 20 nm 내지 70 nm 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또는 20 nm 내지 60 nm 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또는 10 nm 내지 50 nm 범위 또는 이들 사이의 임의의 수이다. 본 개시내용의 실행에서 사용되는 촉매는 전형적으로 상기에 기재된 크기 범위의 비교적 높은 농도의 세공을 갖는다.Typically, the heterogeneous oxidation catalyst has an average pore diameter in the range of 10 nm to 100 nm or any number in between, as measured by the BJH method and/or mercury porosimetry. More typically, the heterogeneous oxidation catalyst has an average pore diameter in the range of 10 nm to 90 nm, or any number in between, as measured by the BJH method and/or mercury porosimetry. In some embodiments, the average pore diameter, as measured by the BJH method and/or mercury porosimetry, ranges from 10 nm to 80 nm or any number therebetween, or ranges from 10 nm to 70 nm or any number therebetween. number, or in the range of 10 nm to 60 nm or any number in between, also often in the range of 10 nm to 50 nm or any number in between. In some embodiments, the average pore diameter, as measured by the BJH method and/or mercury porosimetry, ranges from 20 nm to 100 nm or any number in between. In these particular embodiments, the average pore diameter, as measured by the BJH method and/or mercury porosimetry, ranges from 20 nm to 90 nm or any number therebetween, or ranges from 20 nm to 80 nm or any number therebetween. , or in the range of 20 nm to 70 nm or any number in between, or in the range of 20 nm to 60 nm or any number in between, or in the range of 10 nm to 50 nm or any number in between. Catalysts used in the practice of the present disclosure typically have a relatively high concentration of pores in the size ranges described above.

적합한 불균질 산화 촉매는 이전에 언급된 바와 같이 그의 전문이 본원에 참조로 명백히 포함된 PCT 출원 번호 PCT/US17/13197에 레노비아 및 스토라 엔소에 의해 기재되어 있다.Suitable heterogeneous oxidation catalysts are described by Renovia and Stora Enso in PCT Application No. PCT/US17/13197, expressly incorporated herein by reference in its entirety as previously mentioned.

일부 실시양태에서, 불균질 산화 촉매는 압출된 지지체 상에 제조될 수 있다. 압출된 지지체를 갖는 촉매는 FDCA 경로 생성물의 제조에 사용될 수 있는 많은 산업상 적용, 예컨대 연속적 산업용 고정층 반응기에 사용하는데 유익하다. 산업용 고정층 반응기는 분말화 촉매의 사용과 연관된 과도한 압력 강하를 회피하기 위해 적합하게 성형 및 규모화된 촉매, 예컨대 압출물을 활용해야 하며, 이는 전형적으로 고정층 반응기 시스템에서 산업적으로 활용하기 어렵다.In some embodiments, the heterogeneous oxidation catalyst may be prepared on an extruded support. Catalysts with extruded supports are beneficial for use in many industrial applications that can be used in the production of FDCA pathway products, such as continuous industrial fixed bed reactors. Industrial fixed bed reactors must utilize suitably shaped and sized catalysts, such as extrudates, to avoid the excessive pressure drop associated with the use of powdered catalysts, which are typically difficult to utilize industrially in fixed bed reactor systems.

추가 실시양태에서, 금속 및/또는 촉진제는 압출된 지지체의 외부 표면적을 덮는 쉘에 선택적으로 위치할 수 있고, 따라서 지지체의 중심에 배치된 경우에는 반응 매질에 접근이 불가능할 수 있는 금속으로서의 촉매 활성 표면 및 촉진제를 반응 매질에 효율적으로 제공한다. 일부 실시양태에서, 압출된 지지체의 외부 표면적은 압출된 지지체의 외부 층 표면의 표면적을 포함한다. 일부 실시양태에서, 압출된 지지체의 외부 표면적은 압출된 지지체의 세공의 표면적을 포함한다.In a further embodiment, the metal and/or accelerator may optionally be located in a shell covering the outer surface area of the extruded support, and thus the catalytically active surface as a metal that may be inaccessible to the reaction medium when disposed in the center of the support. and an accelerator to the reaction medium. In some embodiments, the outer surface area of the extruded support includes the surface area of the surface of the outer layer of the extruded support. In some embodiments, the external surface area of the extruded support includes the surface area of the pores of the extruded support.

일부 실시양태에서, 압출된 지지체는 탄소, 이산화지르코늄, 이산화티타늄, 탄화규소, 이산화규소, Al2O3, 몬모릴로나이트 또는 그의 임의의 조합을 포함한다.In some embodiments, the extruded support comprises carbon, zirconium dioxide, titanium dioxide, silicon carbide, silicon dioxide, Al 2 O 3 , montmorillonite, or any combination thereof.

FDA 경로 생성물을 제조하는 방법을 수행하는데 있어서, 산소는 순수 형태로 (즉, 다른 기체 없이 O2 단독으로) 또는 기체의 혼합물 (예를 들어, 공기, 산소-풍부화된 공기 등)의 성분으로서 제공될 수 있다. 접촉 단계 동안 산소 대 푸란계 산화 기질의 몰비는 전형적으로 2:1 내지 10:1의 범위이다. 일부 실시양태에서, 산소 대 푸란계 산화 기질의 몰비는 2:1 내지 10:1, 또는 3:1 내지 5:1이다. 접촉 단계 동안, 산소는 전형적으로 50 psig 내지 1000 psig 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 부분 압력으로 존재한다. 보다 전형적으로, 산소는 50 psig 내지 200 psig 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 부분 압력으로 존재한다. 일부 실시양태에서, 산소는 50-200 psig, 100-300 psig, 200-400 psig, 300-500 psig, 400-600 psig, 500-700 psig, 600-800 psig, 700-900 psig, 또는 800-1000 psig범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또는 상기 언급된 임의의 두 부분 압력에 의해 정의되는 범위 내의 부분 압력으로 존재한다.In carrying out the method of making an FDA pathway product, oxygen is provided in pure form (ie, O 2 alone without other gases) or as a component of a mixture of gases (eg, air, oxygen-enriched air, etc.) It can be. The molar ratio of oxygen to furanic oxidizing substrate during the contacting step is typically in the range of 2:1 to 10:1. In some embodiments, the molar ratio of oxygen to furanic oxidizing substrate is from 2:1 to 10:1, or from 3:1 to 5:1. During the contacting step, oxygen is typically present at a partial pressure in the range of 50 psig to 1000 psig or any number in between. More typically, the oxygen is present at a partial pressure in the range of 50 psig to 200 psig or any number in between. In some embodiments, the oxygen is 50-200 psig, 100-300 psig, 200-400 psig, 300-500 psig, 400-600 psig, 500-700 psig, 600-800 psig, 700-900 psig, or 800- Partial pressures in the 1000 psig range or any number in between, or within the range defined by any two partial pressures mentioned above.

접촉 (산화) 단계는 전형적으로 50℃ 내지 200℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 접촉 단계는 80℃ 내지 180℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 온도에서 수행되고, 다른 실시양태에서, 접촉 단계는 90℃ 내지 160℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수 또는 100℃ 내지 160℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 온도에서 수행된다. 특정 바람직한 실시양태에서, 접촉 단계는 90℃ 내지 180℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 온도에서 수행되고, 때때로 이는 110℃ 내지 160℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 온도에서 수행된다.The contacting (oxidation) step is typically carried out at a temperature in the range of 50°C to 200°C or any number in between. In some embodiments, the contacting step is performed at a temperature ranging from 80 °C to 180 °C or any number in between, in other embodiments, the contacting step is performed at a temperature ranging from 90 °C to 160 °C or any number in between or 100 °C. at a temperature in the range of °C to 160 °C or any number in between. In certain preferred embodiments, the contacting step is conducted at a temperature in the range of 90 °C to 180 °C or any number in between, sometimes it is conducted at a temperature in the range of 110 °C to 160 °C or any number in between.

일부 실시양태에서는, 푸란계 산화 기질에서 목적하는 FDCA 경로 생성물로의 산화를 일련의 둘 이상의 산화 단계로 수행하는 것이 바람직할 수 있으며, 여기서 제1 산화 단계는 상기에 기재된 바와 같고, 제2 산화 단계는,In some embodiments, it may be desirable to perform oxidation of a furanic oxidized substrate to a desired FDCA pathway product in a series of two or more oxidation steps, wherein a first oxidation step is as described above and a second oxidation step Is,

(b) 제2 푸란계 산화 기질 및 제2 산화 용매를 포함하는 제2 산화 공급원료를, 제2 푸란계 산화 기질을 산화시켜 제2 FDCA 경로 생성물을 생성하기 위한 제2 반응 혼합물을 형성하는데 충분한 조건 하에 제2 불균질 산화 촉매의 존재 하에 산소와 접촉시키는 단계(b) a second oxidation feedstock comprising a second furanic oxidation substrate and a second oxidation solvent sufficient to form a second reaction mixture for oxidizing the second furanic oxidation substrate to produce a second FDCA pathway product; contacting with oxygen in the presence of a second heterogeneous oxidation catalyst under conditions

를 포함하고,including,

(제1) 접촉 단계 (a)는, FDCA 경로 중간체 화합물인 제1 FDCA 경로 생성물을 단독으로 또는 FDCA와 함께 생성하고,(first) contacting step (a) produces a first FDCA pathway product, which is an FDCA pathway intermediate compound, alone or together with FDCA;

제2 푸란계 산화 기질은 제1 FDCA 경로 생성물이고,The second furanic oxidation substrate is a product of the first FDCA pathway;

제2 반응 혼합물은 첨가된 염기를 실질적으로 갖지 않고,the second reaction mixture is substantially free of added base;

제2 불균질 산화 촉매는 제2 고체 지지체 및 단계 (a)에서의 (제1) 귀금속과 동일하거나 상이할 수 있는 귀금속을 포함하고,the second heterogeneous oxidation catalyst comprises a second solid support and a noble metal which may be the same as or different from the (first) noble metal in step (a);

제2 불균질 산화 촉매는 복수의 세공 및 20 m2/g 내지 500 m2/g 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 예컨대 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 120, 140, 160, 180, 200, 225, 250, 275, 300, 325, 350, 375, 400, 425, 450, 475, 또는 500 m2/g의, 또는 상기 언급된 임의의 두 표면적에 의해 정의되는 범위 내의 비표면적을 포함한다.The second heterogeneous oxidation catalyst has a plurality of pores and a range of 20 m 2 /g to 500 m 2 /g or any number in between, such as 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 120, 140, 160, 180, 200, 225, 250, 275, 300, 325, 350, 375, 400, 425, 450, 475, or 500 m 2 /g, or by any two surface areas mentioned above. It includes the specific surface area within the defined range.

제2 FDCA 경로 생성물은 제1 FDCA 경로 생성물의 하류 산화 생성물이고, 전형적으로 FFCA, 또는 FDCA를 포함한다. 전형적으로, 제2 FDCA 경로 생성물은 FDCA를 포함한다. 통상적으로, 제2 산화 단계는 첨가된 염기를 갖지 않는다.The second FDCA pathway product is a downstream oxidation product of the first FDCA pathway product and typically includes FFCA, or FDCA. Typically, the second FDCA pathway product includes FDCA. Typically, the second oxidation step has no base added.

제1 산화 방법에서 사용하는데 적합한 귀금속, 촉매 금속 로딩, 고체 지지체 물질, 및 반응 조건 (예를 들어, 반응 온도, 산소 (부분) 압력, 산소 대 푸란계 산화 기질의 몰비 등)이 또한 제2 산화 방법에서 사용하는데 적합하다. 제2 불균질 산화 촉매는 제1 산화 방법에서 사용되는 것 (즉, "제1 불균질 산화 촉매")와 동일하거나 상이할 수 있다. 제2 산화 공급원료에서 사용하는데 적합한 산화 용매는 제1 산화 방법에서 사용하는데 적합한 것들 (즉, "제1 산화 용매")과 동일하다. 다중-단계 산화 방법 형식은, 목적하는 FDCA 경로 생성물의 최적 제조가 푸란계 산화 기질로부터 목적하는 FDCA 경로 생성물로의 전환 과정 동안 반응 조건의 변화를 필요로 하는 경우에 바람직할 수 있다. 예를 들어, 제2 산화 반응을 제1 산화 반응보다 고온 또는 저온에서 수행하거나, 또는 제2 산화 반응에서 산소 대 공급원료 성분의 몰비를 제1 산화 반응에서보다 높거나 낮은 비율로 유지하거나, 또는 제2 산화 반응에서 산소의 부분 압력을 제1 산화 반응에서보다 높거나 낮은 부분 압력으로 유지하는 것이 바람직할 수 있다. 제2 산화 용매의 조성은 제1 산화 용매의 조성과 동일할 수 있거나, 또는 이는 상이할 수 있다. 이것이 상이한 경우, 이는 여전히 동일한 용매 종 성분 중 하나 이상을 공통적으로 가질 수 있다. 제2 불균질 산화 촉매 중의 귀금속은 전형적으로 백금, 금, 또는 이들의 조합이다. 통상적으로, 제2 불균질 산화 촉매에서 사용되는 귀금속은 백금이다.Suitable noble metals, catalytic metal loadings, solid support materials, and reaction conditions (e.g., reaction temperature, oxygen (partial) pressure, molar ratio of oxygen to furanic oxidizing substrate, etc.) suitable for use in the first oxidation process are also suitable for use in the second oxidation process. suitable for use in methods. The second heterogeneous oxidation catalyst may be the same as or different from the one used in the first oxidation process (ie, the “first heterogeneous oxidation catalyst”). Oxidation solvents suitable for use in the second oxidation feedstock are the same as those suitable for use in the first oxidation process (ie, "first oxidation solvent"). A multi-step oxidation process format may be desirable when optimal production of the desired FDCA pathway product requires a change in reaction conditions during the conversion of the furanic oxidized substrate to the desired FDCA pathway product. For example, the second oxidation reaction is conducted at a higher or lower temperature than the first oxidation reaction, or the molar ratio of oxygen to feedstock component in the second oxidation reaction is maintained at a higher or lower ratio than in the first oxidation reaction, or It may be desirable to maintain the partial pressure of oxygen in the second oxidation reaction at a higher or lower partial pressure than in the first oxidation reaction. The composition of the second oxidation solvent may be the same as the composition of the first oxidation solvent, or it may be different. If they are different, they may still have one or more of the same solvent species components in common. The noble metal in the second heterogeneous oxidation catalyst is typically platinum, gold, or a combination thereof. Typically, the noble metal used in the second heterogeneous oxidation catalyst is platinum.

본원에 기재된 산화 방법에 의해 생성된 FDCA 경로 생성물(들)은, FDCA 경로 생성물(들) 및 산화 용매를 포함하는 생성물 용액으로부터 불균질 산화 촉매를 분리함으로써 반응 혼합물로부터 회수될 수 있다. 생성물 용액은 산화 용매 및 반응 혼합물의 가용성 성분을 포함하며, 불균질 산화 촉매는 배제한다. 생성물 용액은 산화 용매의 일부 제거에 의해 가용성 성분에 대하여 추가로 농축될 수 있다. 산화 용매 제거는 증발 (예를 들어, 증발기 사용에 의한 것), 증류 등에 의해 달성될 수 있다.The FDCA pathway product(s) produced by the oxidation methods described herein can be recovered from the reaction mixture by separating the heterogeneous oxidation catalyst from a product solution comprising the FDCA pathway product(s) and an oxidation solvent. The product solution includes the oxidation solvent and soluble components of the reaction mixture, excluding the heterogeneous oxidation catalyst. The product solution can be further concentrated with respect to soluble components by partial removal of the oxidizing solvent. Oxidative solvent removal may be accomplished by evaporation (eg, by use of an evaporator), distillation, and the like.

대안적으로, 또는 단리 단계에 추가로, FDCA 경로 생성물을 결정화할 수 있다. 따라서, 하나의 실시양태에서, 본 개시내용은,Alternatively, or in addition to the isolation step, the FDCA pathway product can be crystallized. Accordingly, in one embodiment, the present disclosure provides

FDCA 경로 생성물, 및 유기 용매 및 다성분 용매로 이루어진 군으로부터 선택된 용매인 결정화 용매를 포함하는 결정화 용액을 제공하는 단계; FDCA 경로 생성물의 결정화를 개시하는 단계; 및 상이한 입자 크기의 복수의 FDCA 경로 생성물 결정을 생성하는 단계providing a crystallization solution comprising a FDCA pathway product and a crystallization solvent that is a solvent selected from the group consisting of organic solvents and multi-component solvents; initiating crystallization of the FDCA pathway product; and generating a plurality of FDCA pathway product crystals of different particle sizes.

를 포함하는, 결정질 FDCA 경로 생성물 조성물을 제조하는 방법을 제공한다.It provides a method for preparing a crystalline FDCA pathway product composition comprising a.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "결정화 용매"는, 결정화 용매 중에서의 FDCA 경로 생성물의 용해도 감소를 일으키는 조건 (예를 들어, 온도 감소 (냉각) 또는 용매 제거)이 부여되는 경우, FDCA 경로 생성물이 결정화될 수 있는 용매를 지칭한다. 결정화 용매는 물, 유기 용매, 또는 물 및 수혼화성 유기 용매 또는 2종 이상의 유기 용매 종을 포함하는 다성분 용매일 수 있다 . 결정화 방법은 직접 산화 방법에 이어질 수 있거나 (예를 들어, 단일 단계 산화 방법 또는 다중-단계 산화 방법), 또는 이는 산화 방법의 하류의 다른 유닛 작업에 이어질 수 있다.As used herein, the term “crystallization solvent” refers to the ability of an FDCA pathway product to dissolve when subjected to conditions that cause a decrease in solubility of the FDCA pathway product in the crystallization solvent (eg, reduction in temperature (cooling) or solvent removal). Refers to a solvent capable of crystallization. The crystallization solvent can be water, an organic solvent, or a multi-component solvent comprising water and a water-miscible organic solvent or two or more organic solvent species. The crystallization process may follow a direct oxidation process (eg, a single-stage oxidation process or a multi-stage oxidation process), or it may follow other unit operations downstream of the oxidation process.

결정화가 FDCA 경로 생성물 생성에 이어지는 경우, 결정화 용액은 전형적으로 FDCA 경로 생성물 및 산화 용매를 포함하는 생성물 용액이다. 따라서, 이러한 실시양태에서, 결정화 용매는 산화 용매 (예를 들어, 제1 산화 용매 (단일 단계 산화) 또는 제2 산화 용매 (2-단계 산화))와 동일하다. 산화 용매에서 사용하는데 적합한 일부 용매는 또한 결정화 용매로서 사용하는데 적합하다.When crystallization is followed by FDCA pathway product production, the crystallization solution is typically a product solution comprising an FDCA pathway product and an oxidizing solvent. Thus, in this embodiment, the crystallization solvent is the same as the oxidation solvent (eg, the first oxidation solvent (single stage oxidation) or the second oxidation solvent (two-stage oxidation)). Some solvents suitable for use in the oxidation solvent are also suitable for use as the crystallization solvent.

산업적 용액 상 결정화는 전형적으로, 생성물의 포화 (또는 과포화) 용액을, 용액이 결정화 조건에 적용되는 결정화기 내로 도입함으로써 수행되고, 결정화는, 예를 들어, 온도를 감소시키거나 용매 증발 (예를 들어, 용매 제거)에 의해 용액을 농축시킴으로써, 또는 이들 둘의 조합에 의해 개시된다. 용매 증발은, 용액을 농축시켜 결정화를 개시하기 위해 사용될 수 있고, 또한 용매 조성을 조정하여 FDCA 경로 생성물의 용해도를 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "결정화 조건"은, FDCA 경로 생성물의 결정화 개시를 일으키는 온도의 조정 및/또는 결정화 용액 농도의 조정 및/또는 결정화 용액 조성의 조정을 지칭한다.Industrial solution phase crystallization is typically carried out by introducing a saturated (or supersaturated) solution of the product into a crystallizer where the solution is subjected to crystallization conditions, and crystallization is accomplished by, for example, reducing the temperature or solvent evaporation (e.g. e.g., solvent removal), or a combination of the two. Solvent evaporation can be used to concentrate the solution to initiate crystallization, and can also be used to adjust the solvent composition to reduce the solubility of the FDCA pathway product. As used herein, the term “crystallization conditions” refers to the adjustment of the temperature and/or the adjustment of the crystallization solution concentration and/or the adjustment of the crystallization solution composition that causes the initiation of crystallization of the FDCA pathway product.

하나의 실시양태에서, 결정화 조건이 온도 조정을 포함하는 경우, 본 개시내용은,In one embodiment, when the crystallization conditions include temperature adjustment, the present disclosure

50℃ 내지 220℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 예컨대 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 115, 120, 130, 140, 150, 160, 180, 190, 200, 210, 또는 220℃의, 또는 상기 언급된 임의의 두 온도에 의해 정의되는 범위 내의 제1 온도에서 FDCA 경로 생성물 및 결정화 용매를 포함하는 결정화 용액을 제공하는 단계; 및ranges from 50°C to 220°C or any number in between, such as 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 115, 120, 130, 140, 150, 160, 180, 190, 200, 210, or providing a crystallization solution comprising an FDCA pathway product and a crystallization solvent at a first temperature of 220° C. or within a range defined by any two temperatures noted above; and

결정화 용액을 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 냉각시켜 상이한 입자 크기의 복수의 FDCA 경로 생성물 결정을 형성하는 단계cooling the crystallization solution to a second temperature lower than the first temperature to form a plurality of FDCA pathway product crystals of different particle sizes.

를 포함하는, 결정질 FDCA 제제를 제조하는 방법을 제공한다.It provides a method for preparing a crystalline FDCA preparation comprising a.

냉각은 결정화 용매 중에서의 FDCA 경로 생성물의 용해도를 감소시켜, FDCA 경로 생성물의 결정이 용액 중에서 형성되게 한다. 제1 온도는 전형적으로 60℃ 내지 180℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 예컨대 예를 들어 60, 70, 80, 90, 100, 110, 115, 120, 130, 140, 150, 160, 또는 180℃이거나, 또는 상기 언급된 임의의 두 온도에 의해 정의되는 범위 내에 있다. 일부 실시양태에서, 제1 온도는 70℃ 내지 150℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 예컨대 70, 80, 90, 100, 110, 115, 120, 130, 140, 또는 150℃이거나, 또는 상기 언급된 임의의 두 온도에 의해 정의되는 범위 내에 있다. 결정화 용액이 냉각되는 경우, 이는 전형적으로 60℃ 또는 그 미만, 예컨대 예를 들어 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, 또는 0℃ 이하의, 또는 상기 언급된 임의의 두 온도에 의해 정의되는 범위 내의 온도로 냉각된다. 보다 전형적으로, 이는 50℃ 또는 그 미만 또는 40℃ 또는 그 미만, 예컨대 예를 들어 50, 40, 30, 20, 10, 5, 또는 0℃ 이하의, 또는 상기 언급된 임의의 두 온도에 의해 정의되는 범위 내의 온도로 냉각된다.Cooling reduces the solubility of the FDCA pathway product in the crystallization solvent, allowing crystals of the FDCA pathway product to form in solution. The first temperature typically ranges from 60° C. to 180° C. or any number in between, such as for example 60, 70, 80, 90, 100, 110, 115, 120, 130, 140, 150, 160, or 180 °C, or within the range defined by any two temperatures mentioned above. In some embodiments, the first temperature ranges from 70°C to 150°C or any number in between, such as 70, 80, 90, 100, 110, 115, 120, 130, 140, or 150°C, or as noted above. within the range defined by any two temperatures. When the crystallization solution is cooled, it is typically at or below 60°C, such as for example up to 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, or 0°C, or by any two temperatures mentioned above. It is cooled to a temperature within a defined range. More typically, it is defined by a temperature of less than or equal to 50°C or less than or equal to 40°C, such as for example less than or equal to 50, 40, 30, 20, 10, 5, or 0°C, or any two of the above mentioned temperatures. cooled to a temperature within the range

적합한 결정화 기술은 이전에 언급된 바와 같이 그의 전문이 본원에 참조로 명백히 포함된 PCT 출원 번호 PCT/US17/13197에 레노비아 및 스토라 엔소에 의해 기재되어 있다.Suitable crystallization techniques are described by Renovia and Stora Enso in PCT Application No. PCT/US17/13197, expressly incorporated herein by reference in its entirety as previously mentioned.

본 개시내용의 결정화 방법은, 용액 상 결정화를 수행하는데 적합한 공지된 산업적 결정화기 시스템을 사용하여 수행될 수 있다. 적합한 시스템은, 예를 들어, 배치식 결정화기, 연속식 결정화기 (예를 들어, 강제 순환 결정화기, 드래프트-튜브 결정화기, 드래프트-튜브-배플형 결정화기, 또는 오슬로(Oslo)형 결정화기 등), 및 다른 이러한 결정화기 시스템을 포함한다.The crystallization methods of the present disclosure can be performed using known industrial crystallizer systems suitable for performing solution phase crystallization. Suitable systems include, for example, batch crystallizers, continuous crystallizers (eg, forced circulation crystallizers, draft-tube crystallizers, draft-tube-baffle crystallizers, or Oslo-type crystallizers). etc.), and other such crystallizer systems.

전형적으로, 결정질 FDCA 제제는 적어도 98 중량%의 FDCA를 포함하고, 보다 전형적으로, 이는 적어도 99 중량%의 FDCA를 포함하고, 일부 실시양태에서, 이는 99 중량% 초과의 FDCA를 포함한다.Typically, the crystalline FDCA preparation comprises at least 98% by weight FDCA, more typically it comprises at least 99% by weight FDCA, and in some embodiments it comprises greater than 99% by weight FDCA.

II. 정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하기 위한 경로II. Route to produce purified FDCA pathway products

불균질 환원 촉매 및 용매의 존재 하에, FFCA를 히드록시메틸푸란카르복실산 (HMFCA)으로 환원시키기 위한 반응 혼합물을 형성하는데 충분한 조건 하에 FDCA 및 5-포르밀푸란카르복실산 (FFCA)을 포함하는 FDCA 경로 생성물을 수소와 접촉시키고, 정제된 FDCA 경로 생성물을 생성하는 단계를 수반할 수 있는, 정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하는 방법이 본원에 기재된다. 본원에서 용어 "정제된 푸란디카르복실산 경로 생성물" 및 "정제된 FDCA 경로 생성물"은, FFCA를 HMFCA로 환원시키는 반응 혼합물을 형성하는 조건 하에 불균질 환원 촉매 및 용매의 존재 하에 FDCA 및 FFCA를 포함하는 FDCA 경로 생성물이 수소와 접촉되는 것인 방법의 생성물을 지칭하는데 상호교환가능하게 사용된다. 정제된 FDCA 경로 생성물은 적어도 FDCA 및 HMFCA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 본원에 기재된 정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하는 방법은 FDCA의 바람직하지 않은 환원과 비교하여 FFCA를 HMFCA로 환원시키는데 유익하고 유리하게 높은 선택성을 제공한다. 일부 실시양태에서, 본원에 기재된 정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하는 방법은 비교적 낮은 온도에서 수행될 수 있으며, 이는 FFCA에서 HMFCA로의 선택적 환원을 도울 수 있다.Comprising FDCA and 5-formylfurancarboxylic acid (FFCA) under conditions sufficient to form a reaction mixture for the reduction of FFCA to hydroxymethylfurancarboxylic acid (HMFCA) in the presence of a heterogeneous reduction catalyst and a solvent. A method of making a purified FDCA pathway product is described herein, which may involve contacting the FDCA pathway product with hydrogen and generating a purified FDCA pathway product. As used herein, the terms “purified furandicarboxylic acid pathway product” and “purified FDCA pathway product” refer to FDCA and FFCA in the presence of a heterogeneous reduction catalyst and a solvent to form a reaction mixture that reduces FFCA to HMFCA. are used interchangeably to refer to a product of a process wherein the FDCA pathway product comprising is contacted with hydrogen. A purified FDCA pathway product includes at least FDCA and HMFCA. In some embodiments, the methods of making purified FDCA pathway products described herein provide beneficial and advantageously high selectivity for the reduction of FFCA to HMFCA compared to the undesirable reduction of FDCA. In some embodiments, the methods of making purified FDCA pathway products described herein can be performed at relatively low temperatures, which can aid in the selective reduction of FFCA to HMFCA.

일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하는 방법에 사용되는 FDCA 경로 생성물은 본 출원의 섹션 I에 기재된 방법에 의해 제조된 동일한 FDCA 경로 생성물일 수 있다. 일부 실시양태에서, FDCA 경로 생성물은 FDCA, FFCA, 및 디포르밀푸란 (DFF), 히드록시메틸푸란카르복실산 (HMFCA), 5-(히드록시메틸)푸르푸랄 (HMF), 테트라히드로푸란 디카르복실산 (THFDCA), 및/또는 5-메틸-2-푸로산 (MFA), 또는 그의 임의의 조합으로부터 선택된 1종 이상의 추가 화합물을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, FDCA 경로 생성물은 FDCA, FFCA, 및 디포르밀푸란 (DFF) 및/또는 히드록시메틸푸란카르복실산 (HMFCA) 또는 그의 혼합물로부터 선택된 1종 이상의 추가의 FDCA 경로 중간체 화합물을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, FDCA 경로 생성물은 FDCA, FFCA, 및 5-(히드록시메틸)푸르푸랄 (HMF), 테트라히드로푸란 디카르복실산 (THFDCA), 및/또는 5-메틸-2-푸로산 (MFA), 또는 그의 임의의 조합으로부터 선택된 1종 이상의 추가의 화합물을 포함할 수 있다.In some embodiments, the FDCA pathway product used in the method of making a purified FDCA pathway product can be the same FDCA pathway product prepared by the method described in Section I of this application. In some embodiments, the FDCA pathway products are FDCA, FFCA, and diformylfuran (DFF), hydroxymethylfurancarboxylic acid (HMFCA), 5-(hydroxymethyl)furfural (HMF), tetrahydrofuran dica carboxylic acid (THFDCA), and/or 5-methyl-2-furoic acid (MFA), or any combination thereof. In some embodiments, the FDCA pathway product comprises FDCA, FFCA, and one or more additional FDCA pathway intermediate compounds selected from diformylfuran (DFF) and/or hydroxymethylfurancarboxylic acid (HMFCA) or mixtures thereof can do. In some embodiments, the FDCA pathway product is FDCA, FFCA, and 5-(hydroxymethyl)furfural (HMF), tetrahydrofuran dicarboxylic acid (THFDCA), and/or 5-methyl-2-furoic acid ( MFA), or any combination thereof.

정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하는 방법에 사용되는 불균질 환원 촉매는 고체 지지체의 표면 상에 분산된 금속을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 금속은 코발트, 니켈, 구리, 은, 금, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 오스뮴, 이리듐 및/또는 백금, 또는 그의 조합으로부터 선택될 수 있다. 일부 실시양태에서, 금속은 니켈, 루테늄, 구리, 은, 금, 백금 및 이리듐, 또는 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, 금속은 니켈이다. 일부 실시양태에서, 금속은 루테늄이다. 일부 실시양태에서, 금속은 백금이다. 불균질 환원 촉매는 불균질 환원 촉매의 성능을 증진시키기 위한 촉진제를 추가로 포함할 수 있다. 적합한 촉진제는 Ti, Zr, Cr, Mo, W, Mn, Ru, Cu, Zn, Sb, Bi, Sn, Au, Ag, Pb 또는 Te를 포함할 수 있다. 금속이 백금 또는 금, 또는 그의 조합인 경우, 적합한 촉진제는 예를 들어, Bi, Te, Sn, Pd, Ir, Mo 및/또는 W를 포함한다. 일부 실시양태에서, 촉진제는 Bi이다. 일부 실시양태에서, 촉진제는 Te이다. 일부 실시양태에서, 촉진제는 Sn이다.The heterogeneous reduction catalyst used in the process for preparing the purified FDCA pathway product may include a metal dispersed on the surface of a solid support. In some embodiments, the metal can be selected from cobalt, nickel, copper, silver, gold, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium and/or platinum, or combinations thereof. In some embodiments, the metal is selected from the group consisting of nickel, ruthenium, copper, silver, gold, platinum and iridium, or combinations thereof. In some embodiments, the metal is nickel. In some embodiments, the metal is ruthenium. In some embodiments, the metal is platinum. The heterogeneous reduction catalyst may further include a promoter for enhancing the performance of the heterogeneous reduction catalyst. Suitable promoters may include Ti, Zr, Cr, Mo, W, Mn, Ru, Cu, Zn, Sb, Bi, Sn, Au, Ag, Pb or Te. When the metal is platinum or gold, or combinations thereof, suitable accelerators include, for example, Bi, Te, Sn, Pd, Ir, Mo and/or W. In some embodiments, the accelerator is Bi. In some embodiments, the accelerator is Te. In some embodiments, the accelerator is Sn.

일부 실시양태에서, 고체 지지체는 탄소, 이산화지르코늄, 탄화규소, 이산화규소, Al2O3, 또는 그의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 지지체는 탄소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 고체 지지체는 200 m2/g 미만 (그러나 0은 아님)의 표면적을 갖는 탄소를 포함한다. 일부 실시양태에서, 고체 지지체는 다이아몬드 등 (Diamond et al.,)의 WO 2017/075391 및 소콜로브스키 등의 WO 2017/075425에서 렌노비아에 의해 기재된 성형된 다공성 탄소 지지체를 포함하고, 이는 둘 다 그 전문이 본원에 명백하게 포함된다.In some embodiments, the solid support comprises carbon, zirconium dioxide, silicon carbide, silicon dioxide, Al 2 O 3 , or any combination thereof. In some embodiments, the support comprises carbon. In some embodiments, the solid support comprises carbon having a surface area of less than (but not zero) 200 m 2 /g. In some embodiments, the solid support comprises the shaped porous carbon support described by Rennovia in Diamond et al., WO 2017/075391 and Sokolovsky et al. All of which are expressly incorporated herein.

일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매는 Cu/SiO2, Cu/Mn/Al2O3, Ni/Al2O3, Pd/C, Pt/C, or Ru/C일 수 있다. 일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매는 시판되는 생성물로서 상업적 공급원으로부터 수득될 수 있고, 이에 제한되지는 않지만 예컨대 바스프 Cu 0602, 클라리언트 Cu T-4874, 존슨 매티 (JM) Ni HTC 500 RP, JM-4 Pd/C, JM-6 Pd/C, JM-10 Pd/C, JM-24 Pt/C, JM-27 Pt/C, JM-37 Ru/C, 또는 JM-38 Ru/C이다.In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst can be Cu/SiO 2 , Cu/Mn/Al 2 O 3 , Ni/Al 2 O 3 , Pd/C, Pt/C, or Ru/C. In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst can be obtained from commercial sources as a commercially available product, such as, but not limited to, BASF Cu 0602, Clariant Cu T-4874, Johnson Matthey (JM) Ni HTC 500 RP, JM- 4 Pd/C, JM-6 Pd/C, JM-10 Pd/C, JM-24 Pt/C, JM-27 Pt/C, JM-37 Ru/C, or JM-38 Ru/C.

일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매는 분말로 제조될 수 있다. 일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매는 이를 형성 기체에 적용함으로써 환원된다. 일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매는 이를 승온 (예를 들어, 150℃, 200℃, 250℃, 300℃, 350℃, 400℃, 또는 400℃ 초과)에 형성 기체 중에 수시간 동안 (예를 들어, 2, 3, 4, 또는 그 초과 시간 동안) 적용함으로써 환원된다.In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst may be made into a powder. In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst is reduced by applying it to a forming gas. In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst heats it to an elevated temperature (e.g., 150°C, 200°C, 250°C, 300°C, 350°C, 400°C, or greater than 400°C) in a forming gas for several hours (e.g., eg, for 2, 3, 4, or longer).

불균질 환원 촉매는 전체 촉매의 0.3 중량% 내지 5 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수로 고체 지지체 상에 로딩된 금속을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 금속 로딩은 0.5 중량% 내지 4 중량%, 2 중량% 내지 7 중량%, 4 중량% 내지 10 중량%, 6 중량% 내지 12 중량%, 8 중량% 내지 15 중량%, 10 중량% 내지 20 중량%, 15 중량% 내지 25 중량%, 20 중량% 내지 40 중량%, 30 중량% 내지 50 중량%, 또는 40 중량% 내지 60 중량% 또는 50 중량% 내지 70 중량%의 범위 또는 이들 사이의 임의의 수이다. 일부 실시양태에서, 금속 로딩은 2-4 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수이다. 일부 실시양태에서, 금속 로딩은 2 중량%이다. 일부 실시양태에서, 금속 로딩은 3 중량%이다. 일부 실시양태에서, 금속 로딩은 4 중량%이다. 일부 실시양태에서, 금속 로딩은 20-70 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수이다. 일부 실시양태에서, 금속 로딩은 20 중량%이다. 일부 실시양태에서, 금속 로딩은 30 중량%이다. 일부 실시양태에서, 금속 로딩은 40 중량%이다. 일부 실시양태에서, 금속 로딩은 50 중량%이다. 일부 실시양태에서, 금속 로딩은 60 중량%이다. 일부 실시양태에서, 금속 로딩은 70 중량%이다. 2종 이상의 금속이 사용되는 경우, 불균질 환원 촉매는 각각 2종 이상의 금속을 포함하는 복수의 불균질 환원 촉매 입자를 포함할 수 있거나, 또는 불균질 환원 촉매는 불균질 환원 촉매 금속-입자 종의 혼합물, 예를 들어 제1 금속 종을 포함하는 제1 복수의 불균질 환원 촉매 입자 및 제2 금속 종을 포함하는 제2 복수의 불균질 환원 촉매 입자를 포함할 수 있다.The heterogeneous reduction catalyst may include metal loaded on a solid support in the range of 0.3% to 5% by weight of the total catalyst, or any number in between. In some embodiments, the metal loading is 0.5% to 4%, 2% to 7%, 4% to 10%, 6% to 12%, 8% to 15%, 10% % to 20%, 15% to 25%, 20% to 40%, 30% to 50%, or 40% to 60% or 50% to 70% by weight or in the range of these is any number between In some embodiments, the metal loading is in the range of 2-4 weight percent or any number in between. In some embodiments, the metal loading is 2% by weight. In some embodiments, the metal loading is 3% by weight. In some embodiments, the metal loading is 4% by weight. In some embodiments, the metal loading is in the range of 20-70% by weight or any number in between. In some embodiments, the metal loading is 20% by weight. In some embodiments, the metal loading is 30% by weight. In some embodiments, the metal loading is 40% by weight. In some embodiments, the metal loading is 50% by weight. In some embodiments, the metal loading is 60% by weight. In some embodiments, the metal loading is 70% by weight. When two or more metals are used, the heterogeneous reduction catalyst may comprise a plurality of heterogeneous reduction catalyst particles each comprising two or more metals, or the heterogeneous reduction catalyst may comprise a plurality of heterogeneous reduction catalyst metal-particle species. A mixture, eg, a first plurality of heterogeneous reduction catalyst particles comprising a first metal species and a second plurality of heterogeneous reduction catalyst particles comprising a second metal species.

불균질 환원 촉매의 고체 지지체 성분은 촉매 지지체로서 사용하는데 적합한 임의의 유형의 물질을 포함할 수 있다. 적합한 물질은 예를 들어 금속 산화물, 탄소질 물질, 중합체, 금속 규산염, 및/또는 금속 탄화물, 또는 그로부터 제조된 임의의 복합 물질를 포함한다. 일부 실시양태에서, 금속 산화물은 산화규소 (실리카), 산화지르코늄 (지르코니아), 산화티타늄 (티타니아), 이산화티타늄 및/또는 산화알루미늄 (알루미나)을 포함한다. 본원에서 사용되는 용어 "탄소질"은 흑연 및 카본 블랙을 지칭하고, 이는 활성화된 형태일 수 있거나 또는 아닐 수 있다. 일부 실시양태에서, 금속 규산염은 예를 들어 오르토실리케이트, 보로실리케이트 또는 알루미노실리케이트 (예를 들어, 제올라이트)를 포함한다. 일부 실시양태에서, 금속 탄화물은 예를 들어 탄화규소 등을 포함한다. 일부 실시양태에서, 중합체 고체 지지체 물질은 폴리스티렌, 폴리스티렌-코-디비닐 벤젠, 폴리아미드 또는 폴리아크릴아미드를 포함한다.The solid support component of the heterogeneous reduction catalyst may include any type of material suitable for use as a catalyst support. Suitable materials include, for example, metal oxides, carbonaceous materials, polymers, metal silicates, and/or metal carbides, or any composite material made therefrom. In some embodiments, the metal oxide includes silicon oxide (silica), zirconium oxide (zirconia), titanium oxide (titania), titanium dioxide, and/or aluminum oxide (alumina). As used herein, the term "carbonaceous" refers to graphite and carbon black, which may or may not be in activated form. In some embodiments, metal silicates include, for example, orthosilicates, borosilicates, or aluminosilicates (eg, zeolites). In some embodiments, the metal carbide includes, for example, silicon carbide and the like. In some embodiments, the polymeric solid support material comprises polystyrene, polystyrene-co-divinyl benzene, polyamide, or polyacrylamide.

적합한 고체 지지체 물질은 결합제, 및 금속 산화물, 탄소질 물질, 중합체, 금속 규산염, 및/또는 금속 탄화물 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 물질로부터 제조되거나 또는 이들을 포함하는 복합 물질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 결합제는 수지이다. 일부 실시양태에서, 복합 물질은 탄화 결합제, 및 금속 산화물, 탄소질 재료, 금속 규산염 및 금속 탄화물로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함한다. 한 실시양태에서, 복합 물질은 탄화 결합제 및 카본 블랙을 포함하며, 이는 활성화된 형태일 수 있거나 또는 아닐 수 있다.Suitable solid support materials include composite materials made from or comprising a binder and a material selected from metal oxides, carbonaceous materials, polymers, metal silicates, and/or metal carbides or mixtures thereof. In some embodiments, the binder is a resin. In some embodiments, the composite material includes a carbonized binder and a material selected from the group consisting of metal oxides, carbonaceous materials, metal silicates, and metal carbides. In one embodiment, the composite material includes a carbonized binder and carbon black, which may or may not be in activated form.

일부 실시양태에서, 고체 지지체는 아디티야 비를라(Aditya Birla) CDX-KU, 아디티야 비를라 CSCUB, 아디티야 비를라 R2000B, 아디티야 비를라 R2500UB, 아디티야 비를라 R3500B, 아디티야 비를라 R5000U2, 아로스퍼스(Arosperse) 5-183A, 아스버리(Asbury) 5302, 아스버리 5303, 아스버리 5345, 아스버리 5348R, 아스버리 5358R, 아스버리 5365R, 아스버리 5368, 아스버리 5375R, 아스버리 5379, 아스버리 A99, 캐보트 모나크(Cabot Monarch) 120, 캐보트 모나크 280, 캐보트 모나크 570, 캐보트 모나크 700, 캐보트 노리트 다르코(Cabot Norit Darco) 12x20L1, 캐보트 불칸(Cabot Vulcan) XC72, 콘티넨탈(Continental) N120, 콘티넨탈 N234, 콘티넨탈 N330, 콘티넨탈 N330-C, 콘티넨탈 N550, 노리트(Norit) ROX 0.8, 오리온 아로스퍼스(Orion Arosperse) 138, 오리온 아로스퍼스 15, 오리온 컬러 블랙(Orion Color Black) FW 2, 오리온 컬러 블랙 FW 255, 오리온 하이블랙(Orion HiBlack) 40B2, 오리온 하이-블랙 50 L, 오리온 하이-블랙 50 LB, 오리온 하이-블랙 600 L, 오리온 HP-160, 오리온 램프 블랙(Orion Lamp Black) 101, 오리온 N330, 오리온 프린텍스(Orion Printex) L6, 시드 리차드슨 그라운드(Sid Richardson Ground) N115, 시드 리차드슨 그라운드 SR155, 시드 리차드슨(Sid Richardson) SC159, 시드 리차드슨 SC419, 팀칼 엔사코(Timcal Ensaco) 150G, 팀칼 엔사코 250G, 팀칼 엔사코 260G, 및/또는 팀칼 엔사코 350G 또는 그의 임의의 조합으로부터 선택된 카본 블랙 물질을 포함한다.In some embodiments, the solid support is Aditya Birla CDX-KU, Aditya Birla CSCUB, Aditya Birla R2000B, Aditya Birla R2500UB, Aditya Birla R3500B, Aditya Birla R3500B Tiya Birla R5000U2, Arosperse 5-183A, Asbury 5302, Asbury 5303, Asbury 5345, Asbury 5348R, Asbury 5358R, Asbury 5365R, Asbury 5368, Asbury 5375R, Asbury 5379, Asbury A99, Cabot Monarch 120, Cabot Monarch 280, Cabot Monarch 570, Cabot Monarch 700, Cabot Norit Darco 12x20L1, Cabot Vulcan Vulcan XC72, Continental N120, Continental N234, Continental N330, Continental N330-C, Continental N550, Norit ROX 0.8, Orion Arosperse 138, Orion Arosperse 15, Orion Color Black ( Orion Color Black) FW 2, Orion Color Black FW 255, Orion HiBlack 40B2, Orion Hi-Black 50 L, Orion Hi-Black 50 LB, Orion Hi-Black 600 L, Orion HP-160, Orion Lamp Orion Lamp Black 101, Orion N330, Orion Printex L6, Sid Richardson Ground N115, Sid Richardson Ground SR155, Sid Richardson SC159, Sid Richardson SC419, Timkal Ensaco (Timcal Ensaco) 150G, Timcal Ensaco 250G, Timcal Ensaco 260G, and/or Timcal Ensaco 350G or any combination thereof.

고체 지지체의 금속 함침은 전형적으로, 고체 지지체의 비표면적, 세공 직경, 및 비부피에 있어 무시할만한 변화를 일으킨다. 본 개시내용에서 사용하는데 적합한 불균질 환원 촉매는 전형적으로, 복수의 세공 및 예를 들어 20 m2/g 내지 500 m2/g 범위, 예컨대 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 120, 140, 160, 180, 200, 225, 250, 275, 300, 325, 350, 375, 400, 425, 450, 475, 또는 500 m2/g의, 또는 상기 언급된 임의의 두 표면적에 의해 정의되는 범위 내의 비표면적을 포함하는 고체 지지체를 사용하여 제조된다. 비표면적은 공지된 방법, 예컨대 브루나우어, 에메트 및 텔러(Bruanauer, Emmett and Teller) (J. Am. Chem. Soc. 1938, 60:309-311) 및/또는 수은 세공측정법을 사용하여 측정될 수 있다. 예를 들어, ASTM 시험 방법 D3663, D6556, 및 D4567을 참조하며, 이들 각각은 그 전문이 본원에 참조로 명백히 포함된다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하는 방법에서 사용되는 불균질 환원 촉매 (또는 고체 지지체)는 25 m2/g 내지 250 m2/g 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또한 때때로 25 m2/g 내지 225 m2/g 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또는 25 m2/g 내지 200 m2/g 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또는 25 m2/g 내지 175 m2/g 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또는 25 m2/g 내지 150 m2/g 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또는 25 m2/g 내지 125 m2/g 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또는 25 m2/g 내지 100 m2/g 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 비표면적을 포함한다.Metal impregnation of the solid support typically causes negligible changes in the specific surface area, pore diameter, and specific volume of the solid support. Heterogeneous reduction catalysts suitable for use in the present disclosure typically have a plurality of pores and eg in the range of 20 m 2 /g to 500 m 2 /g, such as 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 120, 140, 160, 180, 200, 225, 250, 275, 300, 325, 350, 375, 400, 425, 450, 475, or 500 m 2 /g, or any of the aforementioned It is prepared using a solid support having a specific surface area within the range defined by the two surface areas. The specific surface area is measured using known methods such as Brunauer, Emmett and Teller (J. Am. Chem. Soc. 1938, 60:309-311) and/or mercury porosimetry It can be. See, eg, ASTM test methods D3663, D6556, and D4567, each of which is expressly incorporated herein by reference in its entirety. In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst (or solid support) used in the process for making the purified FDCA pathway product has a range of 25 m 2 /g to 250 m 2 /g or any number in between, and sometimes 25 m 2 /g. m 2 /g to 225 m 2 /g or any number in between, or 25 m 2 /g to 200 m 2 /g or any number in between, or 25 m 2 /g to 175 m 2 /g range or any number in between, or between 25 m 2 /g and 150 m 2 /g or any number in between, or between 25 m 2 /g and 125 m 2 /g or any number in between , or a specific surface area ranging from 25 m 2 /g to 100 m 2 /g or any number in between.

본 개시내용의 실행에서 사용되는 불균질 환원 촉매 (및 그의 고체 지지체 성분)는 문헌 [E.P. Barrett, L.G. Joyner, P.P. Halenda, J. Am. Chem. Soc. (1951) 73:373-380] 및 ASTM D4222-03 (2008) (본원에서 "BJH 방법"으로서 언급되는 방법) (이들 둘 다 명백히 그 전문이 본원에 참조로 포함됨)에 기재된 것과 같은, 세공 직경 및 세공 비부피 측정 방법에 의해, 또한 수은 세공측정 방법 (예를 들어, 수은 세공측정계, 예컨대 마이크로메트릭스 오토포어 V 9605 머큐리 포로시미터(Micromeritics Autopore V 9605 Mercury Porosimeter) (미국 조지아주 노르크로스 소재의 마이크로메트릭스 인스트루먼트 코포레이션(Micromeritics Instrument Corp.))를 제조업자의 지시에 따라 사용)에 의해 측정시, 0.1 cm3/g 내지 1.5 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수, 0.1 cm3/g 내지 0.8 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수, 0.1 cm3/g 내지 0.7 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수, 0.1 cm3/g 내지 0.6 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수, 0.1 cm3/g 내지 0.5 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수, 0.2 cm3/g 내지 0.8 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수, 0.2 cm3/g 내지 0.7 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수, 0.2 cm3/g 내지 0.6 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수, 0.2 cm3/g 내지 0.5 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수, 0.3 cm3/g 내지 1 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수, 0.3 cm3/g 내지 0.9 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수, 0.3 cm3/g 내지 0.8 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수, 0.3 cm3/g 내지 0.7 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수, 0.3 cm3/g 내지 0.6 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수, 또는 0.3 cm3/g 내지 0.5 cm3/g 또는 이들 사이의 임의의 수의, 또는 상기 언급된 임의의 두 값에 의해 정의되는 범위 내의 세공 비부피 (1.7 nm 내지 100 nm의 직경을 갖는 세공을 기준으로 하여 측정됨)를 포함할 수 있다. 예를 들어, ASTM 3663, ASTM D-4284-12 및 D6761-07 (2012)을 참조하며, 이들 모두는 그의 전문이 본원에 참조로 명백하게 포함된다.Heterogeneous reduction catalysts (and solid support components thereof) used in the practice of this disclosure are described in EP Barrett, LG Joyner, PP Halenda, J. Am. Chem. Soc. (1951) 73:373-380] and ASTM D4222-03 (2008) (method referred to herein as the "BJH method"), both expressly incorporated herein by reference in their entirety. and by a pore specific volume measurement method, also by a mercury porosimetry method (e.g., a mercury porosimetry such as Micromeritics Autopore V 9605 Mercury Porosimeter (Micromeritics Autopore V 9605 Mercury Porosimeter) (Micromeritics Autopore V 9605 Mercury Porosimeter, Norcross, GA) 0.1 cm 3 /g to 1.5 cm 3 /g or any number in between, 0.1 cm 3 /g to 0.8 cm, as measured by Micromeritics Instrument Corp. (using according to manufacturer's instructions) 3 /g or any number in between, 0.1 cm 3 /g to 0.7 cm 3 /g or any number in between, 0.1 cm 3 /g to 0.6 cm 3 /g or any number in between, 0.1 cm 3 /g to 0.5 cm 3 /g or any number in between, 0.2 cm 3 /g to 0.8 cm 3 /g or any number in between, 0.2 cm 3 /g to 0.7 cm 3 /g or any number therebetween any number between, 0.2 cm 3 /g to 0.6 cm 3 /g or any number in between, 0.2 cm 3 /g to 0.5 cm 3 /g or any number in between, 0.3 cm 3 /g to 1 cm 3 /g or any number in between, 0.3 cm 3 /g to 0.9 cm 3 /g or any number in between, 0.3 cm 3 /g to 0.8 cm 3 /g or any number in between , 0.3 cm 3 /g to 0.7 cm 3 /g or any number in between, 0.3 cm 3 /g to 0.6 cm 3 /g or any number in between, or 0.3 cm 3 /g to 0.5 cm 3 / g or any number in between, or a specific pore volume (measured based on pores having a diameter of 1.7 nm to 100 nm) within the range defined by any two values mentioned above. See, eg, ASTM 3663, ASTM D-4284-12 and D6761-07 (2012), all of which are expressly incorporated herein by reference in their entirety.

전형적으로, 불균질 환원 촉매는, BJH 방법 및/또는 수은 세공측정법에 의해 측정시, 10 nm 내지 100 nm 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 평균 세공 직경을 갖는다. 일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매는, BJH 방법 및/또는 수은 세공측정법에 의해 측정시, 10 nm 내지 90 nm 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 평균 세공 직경을 갖는다. 일부 실시양태에서, 평균 세공 직경은, BJH 방법 및/또는 수은 세공측정법에 의해 측정시, 10 nm 내지 80 nm 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또는 10 nm 내지 70 nm 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또는 10 nm 내지 60 nm 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또한 종종 10 nm 내지 50 nm 범위 또는 이들 사이의 임의의 수이다. 일부 실시양태에서, 평균 세공 직경은, BJH 방법 및/또는 수은 세공측정법에 의해 측정시, 20 nm 내지 100 nm 범위 또는 이들 사이의 임의의 수이다. 이들 특정 실시양태에서, 평균 세공 직경은, BJH 방법 및/또는 수은 세공측정법에 의해 측정시, 20 nm 내지 90 nm 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또는 20 nm 내지 80 nm 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또는 20 nm 내지 70 nm 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또는 20 nm 내지 60 nm 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또는 10 nm 내지 50 nm 범위 또는 이들 사이의 임의의 수이다.Typically, the heterogeneous reduction catalyst has an average pore diameter in the range of 10 nm to 100 nm or any number in between, as measured by the BJH method and/or mercury porosimetry. In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst has an average pore diameter in the range of 10 nm to 90 nm, or any number in between, as measured by the BJH method and/or mercury porosimetry. In some embodiments, the average pore diameter, as measured by the BJH method and/or mercury porosimetry, ranges from 10 nm to 80 nm or any number therebetween, or ranges from 10 nm to 70 nm or any number therebetween. number, or in the range of 10 nm to 60 nm or any number in between, also often in the range of 10 nm to 50 nm or any number in between. In some embodiments, the average pore diameter, as measured by the BJH method and/or mercury porosimetry, ranges from 20 nm to 100 nm or any number in between. In these particular embodiments, the average pore diameter, as measured by the BJH method and/or mercury porosimetry, ranges from 20 nm to 90 nm or any number therebetween, or ranges from 20 nm to 80 nm or any number therebetween. , or in the range of 20 nm to 70 nm or any number in between, or in the range of 20 nm to 60 nm or any number in between, or in the range of 10 nm to 50 nm or any number in between.

일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매는 압출된 지지체 상에 제조될 수 있다. 압출된 지지체를 갖는 촉매는 정제된 FDCA 경로 생성물의 제조에 사용될 수 있는 많은 산업상 적용, 예컨대 연속적 산업용 고정층 반응기에 사용하는데 유익하다. 산업용 고정층 반응기는 분말화 촉매의 사용과 연관된 과도한 압력 강하를 회피하기 위해 적합하게 성형 및 규모화된 촉매, 예컨대 압출물을 활용해야 하며, 이는 전형적으로 고정층 반응기 시스템에서 산업적으로 활용하기 어렵다.In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst may be prepared on an extruded support. Catalysts with extruded supports are beneficial for use in many industrial applications that can be used in the production of purified FDCA pathway products, such as continuous industrial fixed bed reactors. Industrial fixed bed reactors must utilize suitably shaped and sized catalysts, such as extrudates, to avoid the excessive pressure drop associated with the use of powdered catalysts, which are typically difficult to utilize industrially in fixed bed reactor systems.

추가 실시양태에서, 금속 및/또는 촉진제는 압출된 지지체의 외부 표면적을 덮는 쉘에 선택적으로 위치할 수 있고, 따라서 지지체의 중심에 배치된 경우에는 반응 매질에 접근이 불가능할 수 있는 금속으로서의 촉매 활성 표면 및 촉진제를 반응 매질에 효율적으로 제공한다. 일부 실시양태에서, 압출된 지지체의 외부 표면적은 압출된 지지체의 외부 층 표면의 표면적을 포함한다. 일부 실시양태에서, 압출된 지지체의 외부 표면적은 압출된 지지체의 세공의 표면적을 포함한다.In a further embodiment, the metal and/or accelerator may optionally be located in a shell covering the outer surface area of the extruded support, and thus the catalytically active surface as a metal that may be inaccessible to the reaction medium when disposed in the center of the support. and an accelerator to the reaction medium. In some embodiments, the outer surface area of the extruded support includes the surface area of the surface of the outer layer of the extruded support. In some embodiments, the external surface area of the extruded support includes the surface area of the pores of the extruded support.

일부 실시양태에서, 압출된 지지체는 탄소, 이산화지르코늄, 이산화티타늄, 탄화규소, 이산화규소, Al2O3, 몬모릴로나이트 또는 그의 임의의 조합을 포함한다.In some embodiments, the extruded support comprises carbon, zirconium dioxide, titanium dioxide, silicon carbide, silicon dioxide, Al 2 O 3 , montmorillonite, or any combination thereof.

일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하는 방법에 사용되는 용매는 비양성자성 유기 용매 (예를 들어, 에테르, 에스테르, 및/또는 케톤, 또는 이들의 혼합물)를 단독으로 (예를 들어, 단일-성분 용매로서) 또는 다성분 용매의 성분으로서 포함한다. 다성분 용매에 사용되는 경우, 비양성자성 유기 용매는 전형적으로 다성분 용매의 다른 성분(들)과 혼화성이다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 물 및 수혼화성 유기 용매를 포함할 수 있다. 전형적으로, 수혼화성 유기 용매는 수혼화성 비양성자성 유기 용매이다.In some embodiments, the solvent used in the process of making a purified FDCA pathway product is an aprotic organic solvent (e.g., an ether, ester, and/or ketone, or mixture thereof) alone (e.g., , as a single-component solvent) or as a component of a multi-component solvent. When used in a multi-component solvent, the aprotic organic solvent is typically miscible with the other component(s) of the multi-component solvent. In some embodiments, multi-component solvents can include water and water-miscible organic solvents. Typically, the water-miscible organic solvent is a water-miscible aprotic organic solvent.

다성분 용매에 대한 후보 성분 용매는 FDCA 경로 생성물 및 정제된 FDCA 경로 생성물이 고도로 가용성인 용매에 제한되지는 않는다. 다성분 용매는 FDCA가 각각의 성분 용매에 난용성인 경우에도, FDCA에 대해 상승작용적 용매화 효과를 나타낼 수 있다. 예를 들어, FDCA는 물에서 불량한 용해도를 갖는다. FDCA-용매화 능력이 불량한 수혼화성 유기 용매와 쌍을 이루는 경우, 물과 수혼화성 유기 용매의 조합은 증진된 FDCA-용매화 능력을 나타낼 수 있다. 또한, 일부 실시양태에서, 본원에 개시된 다성분 용매는 다성분 용매가 증진된 FDCA-용매화 능력을 나타내기 때문에 유익하고 유리하다. 일부 실시양태에서, 본원에 개시된 다성분 용매는 FDCA 경로 생성물 및 정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하는데 동일한 용매가 사용될 수 있기 때문에 유익하다. 일부 실시양태에서, 본원에 기재된 정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하는 방법은, 바람직하지 않은 FDCA의 환원과 비교하여 FFCA를 HMFCA로 환원시키는데 유익하며 유리하게 높은 선택성을 제공한다. 일부 실시양태에서, 본원에 기재된 정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하는 방법은 비교적 낮은 온도에서 수행될 수 있으며, 이는 FFCA에서 HMFCA로의 선택적 환원을 도울 수 있다.Candidate component solvents for multi-component solvents are not limited to FDCA pathway products and solvents in which the purified FDCA pathway products are highly soluble. Multi-component solvents can exhibit a synergistic solvation effect on FDCA even when FDCA is sparingly soluble in each component solvent. For example, FDCA has poor solubility in water. When paired with a water-miscible organic solvent with poor FDCA-solvation ability, the combination of water and water-miscible organic solvent can exhibit enhanced FDCA-solvation ability. Additionally, in some embodiments, the multi-component solvents disclosed herein are beneficial and advantageous because the multi-component solvents exhibit enhanced FDCA-solvation capabilities. In some embodiments, the multi-component solvents disclosed herein are advantageous because the same solvents can be used to make FDCA pathway products and purified FDCA pathway products. In some embodiments, the methods for preparing purified FDCA pathway products described herein are beneficial and advantageously provide high selectivity for reducing FFCA to HMFCA compared to reduction of undesirable FDCA. In some embodiments, the methods of making purified FDCA pathway products described herein can be performed at relatively low temperatures, which can aid in the selective reduction of FFCA to HMFCA.

이러한 효과를 나타내는 예시적 다성분 용매는 물 및 수혼화성 비양성자성 유기 용매를 포함하는 것들을 포함한다. 본 개시내용의 실행에서 사용하는데 적합한 예시적 수혼화성 비양성자성 용매는, 테트라히드로푸란, 글림, 디옥산, 디옥솔란, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드, 술폴란, 아세톤, N-메틸-2-피롤리돈 ("NMP"), 메틸 에틸 케톤 ("MEK"), 및/또는 감마-발레로락톤 또는 그의 혼합물을 포함한다. 바람직하게는, 수혼화성 비양성자성 유기 용매는 에테르, 예컨대 예를 들어, 글림, 디옥산 (1,4-디옥산), 디옥솔란 (예를 들어, 1,3-디옥솔란), 및/또는 테트라히드로푸란, 또는 이들의 혼합물이다. 본 개시내용의 실행에서 사용하는데 적합한 글림은, 예를 들어, 모노글림 (1,2-디메톡시에탄, "DME"), 에틸 글림, 디글림 (디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르), 에틸 디글림, 트리글림, 부틸 디글림, 테트라글림, 폴리글림, 및/또는 고분자량 알콜의 고도로 에톡실화된 디에테르 ("하이글림") 또는 그의 혼합물을 포함한다. 종종, 유기 용매는 물, 및 글림, 디글림 또는 디옥산 또는 이들의 혼합물인 수혼화성 비양성자성 유기 용매를 포함하는 다성분 용매이다.Exemplary multi-component solvents that exhibit this effect include those comprising water and water-miscible aprotic organic solvents. Exemplary water-miscible aprotic solvents suitable for use in the practice of the present disclosure include tetrahydrofuran, glyme, dioxane, dioxolane, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, sulfolane, acetone, N-methyl-2- pyrrolidone ("NMP"), methyl ethyl ketone ("MEK"), and/or gamma-valerolactone or mixtures thereof. Preferably, the water miscible aprotic organic solvent is an ether such as, for example, glyme, dioxane (1,4-dioxane), dioxolane (eg 1,3-dioxolane), and/or tetrahydrofuran, or mixtures thereof. Glymes suitable for use in the practice of the present disclosure include, for example, monoglyme (1,2-dimethoxyethane, “DME”), ethyl glyme, diglyme (diethylene glycol dimethyl ether), ethyl diglyme, tri glyme, butyl diglyme, tetraglyme, polyglyme, and/or highly ethoxylated diethers of high molecular weight alcohols (“hyglyme”) or mixtures thereof. Often, the organic solvent is a multi-component solvent comprising water and a water-miscible aprotic organic solvent that is glyme, diglyme or dioxane or mixtures thereof.

일부 실시양태에서, 다성분 용매는 물 및 디옥산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 물 및 DME를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 물 및 디글림을 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 물 및 트리글림을 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 물 및 테트라글림을 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 물 및 하이글림을 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 물 및 NMP를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 물 및 MEK를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 물 및 감마-발레로락톤을 포함한다.In some embodiments, the multi-component solvent includes water and dioxane. In some embodiments, the multi-component solvent includes water and DME. In some embodiments, the multi-component solvent includes water and diglyme. In some embodiments, the multi-component solvent includes water and triglyme. In some embodiments, the multi-component solvent includes water and tetraglyme. In some embodiments, the multi-component solvent includes water and hyglyme. In some embodiments, the multi-component solvent includes water and NMP. In some embodiments, the multi-component solvent includes water and MEK. In some embodiments, the multi-component solvent includes water and gamma-valerolactone.

일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하는데 사용되는 산화 용매의 조성은 하류 공정 (예를 들어, 생성물 회수, 추가의 정제 등을 용이하게 하기 위함), 또는 상류 공정 (예를 들어, FDCA 경로 생성물 공정)에 사용되는 용매와 동일할 수 있다. 일부 실시양태에서, 경질 용매 및 중질 용매를 포함하는 다성분 용매인 유기 용매를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 다성분 용매가 물 및 수혼화성 유기 용매를 포함하는 경우, 수혼화성 유기 용매는 경질 수혼화성 유기 용매 (예를 들어, 물의 비점보다 낮은 온도에서 나타나는 비점을 갖는 수혼화성 유기 용매)일 수 있거나, 또는 이는 중질 수혼화성 유기 용매 (예를 들어, 물의 비점보다 높은 온도에서 나타나는 비점을 갖는 수혼화성 유기 용매)일 수 있다. 전형적으로, 경질 및 중질 수혼화성 유기 용매는 각각 경질 및 중질 비양성자성 유기 용매이다. 다성분 용매 중에서 물과 함께 사용되는 예시적 경질 수혼화성 (및 비양성자성) 유기 용매는, 예를 들어, 글림, 디옥솔란 (예를 들어, 1,3-디옥솔란), 및/또는 테트라히드로푸란 등을 포함한다. 다성분 용매 중에서 물과 함께 사용되는 예시적 중질 수혼화성 (및 비양성자성) 유기 용매는, 예를 들어, 디옥산, 에틸 글림, 디글림 (디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르), 에틸 디글림, 트리글림, 부틸 디글림, 테트라글림, 및/또는 폴리글림을 포함한다. 일부 실시양태 (예를 들어, 연속 반응기 시스템)에서는, 유기 용매 또는 그의 성분의 전부 또는 일부를 생성 용액으로부터 제거하고 (예를 들어, 증류에 의함), 반응 혼합물로 재순환시킬 수 있다. 이러한 실시양태에서, 환원 단계 (예를 들어, 접촉 단계) 동안 사용되는 온도에서, 또는 환원 단계의 상류 또는 하류인 공정 동안 사용되는 온도에서 공비 혼합물에 상응하는 또는 공비 혼합물을 형성할 수 있는 조성 (예를 들어, "공비혼합 조성")을 갖는 다성분 용매를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 공비혼합 조성물을 갖는 이러한 다성분 용매의 사용은 환원 단계로의, 또는 환원 단계의 상류 및/또는 하류에서 나타나는 공정으로의 유기 용매 (공비혼합 조성물의 일부로서)의 재순환을 용이하게 할 수 있다.In some embodiments, the composition of the oxidation solvent used to make the purified FDCA pathway product is determined by a downstream process (e.g., to facilitate product recovery, further purification, etc.), or an upstream process (e.g., FDCA It may be the same as the solvent used for the route product process). In some embodiments, it may be desirable to use organic solvents that are multi-component solvents that include light solvents and heavy solvents. When the multi-component solvent includes water and a water-miscible organic solvent, the water-miscible organic solvent may be a light water-miscible organic solvent (eg, a water-miscible organic solvent having a boiling point occurring at a temperature lower than that of water), or It may be a heavy water-miscible organic solvent (eg, a water-miscible organic solvent having a boiling point occurring at a temperature higher than the boiling point of water). Typically, the light and heavy water-miscible organic solvents are light and heavy aprotic organic solvents, respectively. Exemplary light water-miscible (and aprotic) organic solvents used with water in multi-component solvents include, for example, glyme, dioxolane (eg, 1,3-dioxolane), and/or tetrahydro Furan; etc. are included. Exemplary heavy water-miscible (and aprotic) organic solvents used with water in multi-component solvents include, for example, dioxane, ethyl glyme, diglyme (diethylene glycol dimethyl ether), ethyl diglyme, triglyme , butyl diglyme, tetraglyme, and/or polyglyme. In some embodiments (eg, continuous reactor systems), all or a portion of the organic solvent or components thereof may be removed from the product solution (eg, by distillation) and recycled to the reaction mixture. In such an embodiment, a composition corresponding to or capable of forming an azeotrope at the temperature used during the reduction step (eg, the contacting step), or at the temperature used during the process upstream or downstream of the reduction step ( For example, it may be desirable to use a multi-component solvent having an "azeotropic composition"). The use of such a multi-component solvent with an azeotrope composition can facilitate recycling of the organic solvent (as part of the azeotrope composition) to the reduction step, or to processes occurring upstream and/or downstream of the reduction step.

일부 실시양태에서, 수혼화성 유기 용매 종은 다성분 용매의 적어도 5 부피% (vol%), 적어도 10 vol%, 적어도 15 vol%, 적어도 20 vol%, 적어도 25 vol%, 적어도 30 vol%, 적어도 35 vol%, 적어도 40 vol%, 적어도 45 vol%, 적어도 50 vol%, 적어도 55 vol%, 적어도 60 vol%, 적어도 65 vol%, 적어도 70 vol%, 적어도 75 vol%, 적어도 80 vol%, 적어도 85 vol%, 적어도 90 vol%, 또는 적어도 95 vol%이고; 상응하게, 물은 전형적으로 각각 다성분 시스템의 95 vol% 미만, 90 vol% 미만, 85 vol% 미만, 80 vol% 미만, 75 vol% 미만, 70 vol% 미만, 65 vol% 미만, 60 vol% 미만, 55 vol% 미만, 50 vol% 미만, 45 vol% 미만, 40 vol% 미만, 35 vol% 미만, 30 vol% 미만, 25 vol% 미만, 20 vol% 미만, 15 vol% 미만, 10 vol% 미만, 또는 5 vol% 미만이거나 또는 상기 언급된 임의의 두 부피%에 의해 정의되는 범위 내에 있다.In some embodiments, the water-miscible organic solvent species comprises at least 5 vol %, at least 10 vol %, at least 15 vol %, at least 20 vol %, at least 25 vol %, at least 30 vol %, at least 35 vol%, at least 40 vol%, at least 45 vol%, at least 50 vol%, at least 55 vol%, at least 60 vol%, at least 65 vol%, at least 70 vol%, at least 75 vol%, at least 80 vol%, at least 85 vol%, at least 90 vol%, or at least 95 vol%; Correspondingly, water typically represents less than 95 vol%, less than 90 vol%, less than 85 vol%, less than 80 vol%, less than 75 vol%, less than 70 vol%, less than 65 vol%, 60 vol% of the multicomponent system, respectively. Less than 55 vol%, Less than 50 vol%, Less than 45 vol%, Less than 40 vol%, Less than 35 vol%, Less than 30 vol%, Less than 25 vol%, Less than 20 vol%, Less than 15 vol%, 10 vol% less than, or less than 5 vol % or within the range defined by any two volume % mentioned above.

일부 실시양태에서, 다성분 용매는 1-5 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 99-95 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 5-10 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 95-90 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 10-15 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 90-85 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 15-20 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 85-80 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 20-25 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 80-75 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 25-30 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 75-70 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 30-35 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 70-65 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 35-40 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 65-60 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 40-45 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 60-55 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 45-50 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 65-50 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 50-55 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 50-45 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 55-60 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 45-40 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 60-65 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 40-35 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 65-70 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 35-30 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 70-75 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 30-25 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 75-80 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 25-20 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 80-85 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 20-15 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 85-90 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 15-10 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 90-95 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 10-5 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 95-99 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 5-1 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다.In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 1-5% by weight or any number in between and water miscible organic solvent in the range of 99-95% by weight or any number in between. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 5-10% by weight or any number in between and water miscible organic solvent in the range of 5-10% by weight or any number in between. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 10-15% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 90-85% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 15-20% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 85-80% by weight or any number in between. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 20-25% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 80-75% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 25-30% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 75-70% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 30-35% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 70-65% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 35-40% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 65-60% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 40-45% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 60-55% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 45-50% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 65-50% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 50-55% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 50-45% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 55-60% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 45-40% by weight or any number in between. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 60-65% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 40-35% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 65-70% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 35-30% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 70-75% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 30-25% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 75-80% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 25-20% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 80-85% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 20-15% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 85-90% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 15-10% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 90-95% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 10-5% by weight or any number therebetween. In some embodiments, the multi-component solvent comprises water in the range of 95-99% by weight or any number therebetween and water miscible organic solvent in the range of 5-1% by weight or any number therebetween.

일부 실시양태에서, 물 대 수혼화성 유기 용매의 부피비는 1:6 내지 6:1 내의 범위 또는 이들 사이의 임의의 수이다. 특정 실시양태에서, 부피비는 1:4 내지 4:1 내의 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물:수혼화성 유기 용매이다. 일부 실시양태에서, 부피비는 1:4 내지 3:1 내의 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물:수혼화성 유기 용매이다. 일부 실시양태에서, 부피비는 1:3 내지 3:1 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물:수혼화성 유기 용매이다. 특정 실시양태에서, 부피비는 1:1의 물:수혼화성 유기 용매이다. 일부 실시양태에서, 부피비는 3:2의 물:수혼화성 유기 용매이다.In some embodiments, the volume ratio of water to water-miscible organic solvent ranges from 1:6 to 6:1 or any number in between. In certain embodiments, the volume ratio ranges from 1:4 to 4:1, or any number of water:water-miscible organic solvents in between. In some embodiments, the volume ratio ranges from 1:4 to 3:1, or any number of water:water-miscible organic solvents in between. In some embodiments, the volume ratio is in the range of 1:3 to 3:1, or any number of water:water miscible organic solvents in between. In certain embodiments, the volume ratio is 1:1 water:water miscible organic solvent. In some embodiments, the volume ratio is 3:2 water:water miscible organic solvent.

일부 실시양태에서, 물 대 수혼화성 유기 용매의 중량%비는 1:6 내지 6:1 내의 범위 또는 이들 사이의 임의의 수이다. 특정 실시양태에서, 중량%비는 1:4 내지 4:1 내의 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물:수혼화성 유기 용매이다. 일부 실시양태에서, 중량%비는 1:4 내지 3:1 내의 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물:수혼화성 유기 용매이다. 일부 실시양태에서, 중량%비는 1:3 내지 3:1 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물:수혼화성 유기 용매이다. 특정 실시양태에서, 중량%비는 1:1의 물:수혼화성 유기 용매이다. 일부 실시양태에서, 중량%비는 3:2의 물:수혼화성 유기 용매이다.In some embodiments, the weight percent ratio of water to water miscible organic solvent ranges from 1:6 to 6:1 or any number in between. In certain embodiments, the weight percent ratio is in the range from 1:4 to 4:1, or any number of water:water-miscible organic solvents in between. In some embodiments, the weight percent ratio ranges from 1:4 to 3:1, or any number in between, water:water miscible organic solvent. In some embodiments, the weight percent ratio is in the range of 1:3 to 3:1, or any number of water:water miscible organic solvents in between. In certain embodiments, the weight percent ratio is 1:1 water:water miscible organic solvent. In some embodiments, the weight percent ratio is 3:2 water:water miscible organic solvent.

일부 실시양태에서, 다성분 용매는 물 및 2종의 상이한 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 전형적으로 수혼화성 유기 용매 2종 모두가 수혼화성 비양성자성 유기 용매이다. 2종의 수혼화성 비양성자성 용매는 각각 독립적으로 테트라히드로푸란, 글림, 디옥산, 디옥솔란, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드, 술폴란, 아세톤, N-메틸-2-피롤리돈 ("NMP"), 메틸 에틸 케톤 ("MEK"), 및/또는 감마-발레로락톤의 군으로부터 선택될 수 있다. 수혼화성 비양성자성 유기 용매 중 1종 또는 2종 모두가 에테르, 예컨대 예를 들어, 글림, 디옥산 (예를 들어 1,4-디옥산), 디옥솔란 (예를 들어, 1,3-디옥솔란), 테트라히드로푸란 등일 수 있다. 글림은, 예를 들어, 모노글림 (1,2-디메톡시에탄, "DME"), 에틸 글림, 디글림 (디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르), 에틸 디글림, 트리글림, 부틸 디글림, 테트라글림, 폴리글림, 및/또는 고분자량 알콜의 고도로 에톡실화된 디에테르 ("하이글림")를 포함한다.In some embodiments, the multi-component solvent includes water and two different water-miscible organic solvents. Typically both water-miscible organic solvents are water-miscible aprotic organic solvents. The two water-miscible aprotic solvents are each independently tetrahydrofuran, glyme, dioxane, dioxolane, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, sulfolane, acetone, N-methyl-2-pyrrolidone ("NMP "), methyl ethyl ketone ("MEK"), and/or gamma-valerolactone. One or both of the water-miscible aprotic organic solvents may be ethers such as, for example, glyme, dioxane (eg 1,4-dioxane), dioxolane (eg 1,3-dioxane) solan), tetrahydrofuran, and the like. Glyme is, for example, monoglyme (1,2-dimethoxyethane, “DME”), ethyl glyme, diglyme (diethylene glycol dimethyl ether), ethyl diglyme, triglyme, butyl diglyme, tetraglyme, polyglyme, and/or highly ethoxylated diethers of high molecular weight alcohols ("hyglymes").

일부 실시양태에서, 물 대 제1 및 제2 수혼화성 유기 용매의 부피비는 대략 1:1:1 (v:v:v)이다. 일부 실시양태에서, 물 대 제1 및 제2 수혼화성 유기 용매의 부피비는 대략 1:2:1 (v:v:v)이다. 일부 실시양태에서, 물 대 제1 및 제2 수혼화성 유기 용매의 부피비는 대략 1:2:2 (v:v:v)이다. 일부 실시양태에서, 물 대 제1 및 제2 수혼화성 유기 용매의 부피비는 대략 2:1:1 (v:v:v)이다.In some embodiments, the volume ratio of water to the first and second water-miscible organic solvents is approximately 1:1:1 (v:v:v). In some embodiments, the volume ratio of water to the first and second water-miscible organic solvents is approximately 1:2:1 (v:v:v). In some embodiments, the volume ratio of water to the first and second water-miscible organic solvents is approximately 1:2:2 (v:v:v). In some embodiments, the volume ratio of water to the first and second water-miscible organic solvents is approximately 2:1:1 (v:v:v).

일부 실시양태에서, 다성분 용매에 포함된 물의 양은, 예를 들어 적어도 0.01 M, 적어도 0.02 M, 적어도 0.05 M, 적어도 0.10 M, 적어도 0.15 M, 적어도 0.25 M, 적어도 0.30 M, 적어도 0.35 M, 적어도 0.40 M, 적어도 0.45 M, 적어도 0.50 M, 적어도 0.60 M, 적어도 0.70 M, 적어도 0.80 M, 적어도 0.90 M, 적어도 1.0 M, 적어도 1.5 M, 적어도 2.0 M, 적어도 2.5 M, 또는 적어도 3.0 M이거나, 또는 상기 언급된 임의의 두 농도에 의해 정의되는 범위내에 있을 수 있다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매 중 물의 농도는 0.01-3.0 M, 0.05-2.0 M, 0.10-1.0 M, 또는 0.20-0.50 M의 범위, 또는 상기 언급된 범위 내의 임의의 농도이다. 물은 다성분 용매 중에 적어도 0.20 M의 농도로 존재할 수 있다. 물은 다성분 용매 중에 예를 들어, 적어도 0.2 M, 또는 적어도 0.3 M, 또는 적어도 0.4 M, 또는 적어도 0.5 M, 또는 적어도 0.6 M, 또는 적어도 0.8 M, 또는 적어도 1.0 M, 또는 적어도 1.25 M, 또는 적어도 1.5 M의 농도, 또는 상기 언급된 임의의 두 농도에 의해 정의되는 범위 내의 농도로 존재할 수 있다. 일부 실시양태에서, 물은 다성분 용매 중에 0.2-2.0 M, 0.3-1.5 M, 0.4-1.25 M, 0.5-1.25 M, 또는 0.6-1.0 M의 범위, 또는 상기 언급된 범위 내의 임의의 농도로 존재할 수 있다.In some embodiments, the amount of water included in the multi-component solvent is, for example, at least 0.01 M, at least 0.02 M, at least 0.05 M, at least 0.10 M, at least 0.15 M, at least 0.25 M, at least 0.30 M, at least 0.35 M, at least or It may be within the range defined by any two concentrations mentioned above. In some embodiments, the concentration of water in the multi-component solvent is in the range of 0.01-3.0 M, 0.05-2.0 M, 0.10-1.0 M, or 0.20-0.50 M, or any concentration within the aforementioned ranges. Water may be present in a concentration of at least 0.20 M in the multi-component solvent. Water is present in the multi-component solvent at, for example, at least 0.2 M, or at least 0.3 M, or at least 0.4 M, or at least 0.5 M, or at least 0.6 M, or at least 0.8 M, or at least 1.0 M, or at least 1.25 M, or It may be present at a concentration of at least 1.5 M, or within the range defined by any two concentrations noted above. In some embodiments, water is present in the multi-component solvent at a concentration ranging from 0.2-2.0 M, 0.3-1.5 M, 0.4-1.25 M, 0.5-1.25 M, or 0.6-1.0 M, or any concentration within the aforementioned ranges. can

일부 실시양태에서, FDCA 경로 생성물은 반응 혼합물 중에 그의 용해도 한계 이하의 임의의 농도로 존재할 수 있다. 일부 실시양태에서, 반응 혼합물 중 FDCA 경로 생성물의 농도는 예를 들어 적어도 0.01 M, 적어도 0.02 M, 적어도 0.05 M, 적어도 0.10 M, 적어도 0.15 M, 적어도 0.25 M, 적어도 0.30 M, 적어도 0.35 M, 적어도 0.40 M, 적어도 0.45 M, 적어도 0.50 M, 적어도 0.60 M, 적어도 0.70 M, 적어도 0.80 M, 적어도 0.90 M, 적어도 1.0 M, 적어도 1.5 M, 적어도 2.0 M, 적어도 2.5 M, 또는 적어도 3.0 M, 또는 상기 언급된 임의의 두 농도에 의해 정의되는 범위 내일 수 있다. 일부 실시양태에서, 반응 혼합물 중 FDCA 경로 생성물의 농도는 0.01-3.0 M, 0.05-2.0 M, 0.10-1.0 M, 또는 0.20-0.50 M의 범위, 또는 상기 언급된 범위 내의 임의의 농도이다. FDCA 경로 생성물은 반응 혼합물 중에 예를 들어 적어도 0.20 M의 농도로 존재할 수 있다. FDCA 경로 생성물은 반응 혼합물 중에 적어도 0.2 M, 적어도 0.3 M, 또는 적어도 0.4 M, 또는 적어도 0.5 M, 또는 적어도 0.6 M, 또는 적어도 0.8 M, 또는 적어도 1.0 M, 또는 적어도 1.25 M, 또는 적어도 1.5 M, 또는 상기 언급된 농도 중 임의의 두 농도에 의해 정의되는 범위 내의 농도로 존재할 수 있다. 일부 실시양태에서, FDCA 경로 생성물은 반응 혼합물 중에 0.2-2.0 M, 0.3-1.5 M, 0.4-1.25 M, 0.5-1.25 M, 또는 0.6-1.0 M의 범위의 농도, 또는 상기 언급된 범위 내의 임의의 농도로 존재할 수 있다.In some embodiments, the FDCA pathway product can be present in any concentration below its solubility limit in the reaction mixture. In some embodiments, the concentration of the FDCA pathway product in the reaction mixture is, for example, at least 0.01 M, at least 0.02 M, at least 0.05 M, at least 0.10 M, at least 0.15 M, at least 0.25 M, at least 0.30 M, at least 0.35 M, at least 0.40 M, at least 0.45 M, at least 0.50 M, at least 0.60 M, at least 0.70 M, at least 0.80 M, at least 0.90 M, at least 1.0 M, at least 1.5 M, at least 2.0 M, at least 2.5 M, or at least 3.0 M, or the above within the range defined by any two concentrations recited. In some embodiments, the concentration of the FDCA pathway product in the reaction mixture is in the range of 0.01-3.0 M, 0.05-2.0 M, 0.10-1.0 M, or 0.20-0.50 M, or any concentration within the aforementioned ranges. The FDCA pathway product may be present in the reaction mixture at a concentration of, for example, at least 0.20 M. The FDCA pathway product is present in the reaction mixture at least 0.2 M, at least 0.3 M, or at least 0.4 M, or at least 0.5 M, or at least 0.6 M, or at least 0.8 M, or at least 1.0 M, or at least 1.25 M, or at least 1.5 M, or at a concentration within the range defined by any two of the above-mentioned concentrations. In some embodiments, the FDCA pathway product is at a concentration in the reaction mixture ranging from 0.2-2.0 M, 0.3-1.5 M, 0.4-1.25 M, 0.5-1.25 M, or 0.6-1.0 M, or any within the aforementioned ranges. concentration can be present.

정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하는 방법은 반응 혼합물의 성분들이 지정된 농도 또는 성분들 사이의 비로 존재하는 것인 반응 혼합물을 사용하여 공정을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매 및 FDCA 경로 생성물은 반응 혼합물 중에 1:0.04의 불균질 환원 촉매:FDCA 경로 생성물의 중량% 비로 존재한다. 일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매 및 FDCA 경로 생성물은 반응 혼합물 중에 1:0.12의 불균질 환원 촉매:FDCA 경로 생성물의 중량% 비로 존재한다. 일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매 및 FDCA 경로 생성물은 반응 혼합물 중에 1:0.3의 불균질 환원 촉매:FDCA 경로 생성물의 중량% 비로 존재한다. 일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매 및 FDCA 경로 생성물은 반응 혼합물 중에 1:0.5의 불균질 환원 촉매:FDCA 경로 생성물의 중량% 비로 존재한다. 일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매 및 FDCA 경로 생성물은 반응 혼합물 중에 1:1의 불균질 환원 촉매:FDCA 경로 생성물의 중량% 비로 존재한다.A method of making a purified FDCA pathway product can include conducting the process using a reaction mixture wherein the components of the reaction mixture are present in specified concentrations or ratios between the components. In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst and FDCA pathway product are present in a weight percent ratio of heterogeneous reduction catalyst:FDCA pathway product of 1:0.04 in the reaction mixture. In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst and FDCA pathway product are present in a weight percent ratio of heterogeneous reduction catalyst:FDCA pathway product of 1:0.12 in the reaction mixture. In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst and FDCA pathway product are present in a weight percent ratio of heterogeneous reduction catalyst:FDCA pathway product of 1:0.3 in the reaction mixture. In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst and FDCA pathway product are present in a weight percent ratio of heterogeneous reduction catalyst:FDCA pathway product of 1:0.5 in the reaction mixture. In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst and the FDCA pathway product are present in a 1:1 weight percent heterogeneous reduction catalyst:FDCA pathway product ratio in the reaction mixture.

일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매 및 FDCA 경로 생성물은 반응 혼합물 중에 1:0.04 내지 1:1, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 비의 불균질 환원 촉매:FDCA 경로 생성물의 중량% 비로 존재한다. 일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매 및 FDCA 경로 생성물은 반응 혼합물 중에 1:0.12 내지 1:0.5, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 비의 불균질 환원 촉매:FDCA 경로 생성물의 중량% 비로 존재한다. 일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매 및 FDCA 경로 생성물은 반응 혼합물 중에 1:0.04 내지 1:0.3, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 비의 불균질 환원 촉매:FDCA 경로 생성물의 중량% 비로 존재한다. 일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매 및 FDCA 경로 생성물은 반응 혼합물 중에 1:0.3 내지 1:1, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 비의 불균질 환원 촉매:FDCA 경로 생성물의 중량% 비로 존재한다. 일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매 및 FDCA 경로 생성물은 반응 혼합물 중에 1:12 내지 1:0.3, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 비의 불균질 환원 촉매:FDCA 경로 생성물의 중량% 비로 존재한다.In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst and the FDCA pathway product are present in the reaction mixture in a weight percent ratio of heterogeneous reduction catalyst:FDCA pathway product from 1:0.04 to 1:1, or any ratio between the aforementioned ranges. . In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst and the FDCA pathway product are present in the reaction mixture in a weight percent ratio of heterogeneous reduction catalyst:FDCA pathway product from 1:0.12 to 1:0.5, or any ratio between the aforementioned ranges. . In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst and the FDCA pathway product are present in the reaction mixture in a weight percent ratio of heterogeneous reduction catalyst:FDCA pathway product from 1:0.04 to 1:0.3, or any ratio between the aforementioned ranges. . In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst and the FDCA pathway product are present in the reaction mixture in a weight percent ratio of heterogeneous reduction catalyst:FDCA pathway product from 1:0.3 to 1:1, or any ratio between the aforementioned ranges. . In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst and the FDCA pathway product are present in the reaction mixture in a weight percent ratio of heterogeneous reduction catalyst:FDCA pathway product from 1:12 to 1:0.3, or any ratio between the aforementioned ranges. .

일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매 및 FFCA는 반응 혼합물 중에 1:0.001의 불균질 환원 촉매:FFCA의 중량% 비로 존재한다. 일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매 및 FFCA는 반응 혼합물 중에 1:0.04의 불균질 환원 촉매:FFCA의 중량% 비로 존재한다. 일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매 및 FFCA는 반응 혼합물 중에 1:0.12의 불균질 환원 촉매:FFCA의 중량% 비로 존재한다. 일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매 및 FFCA는 반응 혼합물 중에 1:0.3의 불균질 환원 촉매:FFCA의 중량% 비로 존재한다. 일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매 및 FFCA는 반응 혼합물 중에 1:0.5의 불균질 환원 촉매:FFCA의 중량% 비로 존재한다. 일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매 및 FFCA는 반응 혼합물 중에 1:1의 불균질 환원 촉매:FFCA의 중량% 비로 존재한다.In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst and FFCA are present in a weight percent ratio of heterogeneous reduction catalyst:FFCA of 1:0.001 in the reaction mixture. In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst and FFCA are present in a weight percent ratio of heterogeneous reduction catalyst:FFCA of 1:0.04 in the reaction mixture. In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst and FFCA are present in a weight percent ratio of heterogeneous reduction catalyst:FFCA of 1:0.12 in the reaction mixture. In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst and FFCA are present in a weight percent ratio of heterogeneous reduction catalyst:FFCA of 1:0.3 in the reaction mixture. In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst and FFCA are present in a weight percent ratio of heterogeneous reduction catalyst:FFCA of 1:0.5 in the reaction mixture. In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst and FFCA are present in a weight percent ratio of heterogeneous reduction catalyst:FFCA of 1:1 in the reaction mixture.

일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매 및 FFCA는 반응 혼합물 중에 1:0.001 내지 1:1, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 비의 불균질 환원 촉매:FFCA의 중량% 비로 존재한다. 일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매 및 FFCA는 반응 혼합물 중에 1:0.04 내지 1:1, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 비의 불균질 환원 촉매:FFCA의 중량% 비로 존재한다. 일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매 및 FFCA는 반응 혼합물 중에 1:0.001 내지 1:0.04, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 비의 불균질 환원 촉매:FFCA의 중량% 비로 존재한다. 일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매 및 FFCA는 반응 혼합물 중에 1:0.12 내지 1:0.5, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 비의 불균질 환원 촉매:FFCA의 중량% 비로 존재한다. 일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매 및 FFCA는 반응 혼합물 중에 1:0.04 내지 1:0.3, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 비의 불균질 환원 촉매:FFCA의 중량% 비로 존재한다. 일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매 및 FFCA는 반응 혼합물 중에 1:0.3 내지 1:1, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 비의 불균질 환원 촉매:FFCA의 중량% 비로 존재한다. 일부 실시양태에서, 불균질 환원 촉매 및 FFCA는 반응 혼합물 중에 1:12 내지 1:0.3, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 비의 불균질 환원 촉매:FFCA의 중량% 비로 존재한다.In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst and FFCA are present in the reaction mixture in a weight percent heterogeneous reduction catalyst:FFCA ratio of from 1:0.001 to 1:1, or any ratio between the aforementioned ranges. In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst and FFCA are present in the reaction mixture in a weight percent heterogeneous reduction catalyst:FFCA ratio of from 1:0.04 to 1:1, or any ratio between the aforementioned ranges. In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst and FFCA are present in the reaction mixture in a weight percent ratio of heterogeneous reduction catalyst:FFCA from 1:0.001 to 1:0.04, or any ratio between the aforementioned ranges. In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst and FFCA are present in the reaction mixture in a weight percent ratio of heterogeneous reduction catalyst:FFCA from 1:0.12 to 1:0.5, or any ratio between the aforementioned ranges. In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst and FFCA are present in the reaction mixture in a weight percent ratio of heterogeneous reduction catalyst:FFCA from 1:0.04 to 1:0.3, or any ratio between the aforementioned ranges. In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst and FFCA are present in the reaction mixture in a weight percent ratio of heterogeneous reduction catalyst:FFCA from 1:0.3 to 1:1, or any ratio between the aforementioned ranges. In some embodiments, the heterogeneous reduction catalyst and FFCA are present in the reaction mixture in a weight percent ratio of heterogeneous reduction catalyst:FFCA from 1:12 to 1:0.3, or any ratio between the aforementioned ranges.

정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하는 방법은 지정된 온도에서 방법을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 방법은 50℃ 초과의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 70℃ 초과의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 80℃ 초과의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 120℃ 초과의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 125℃ 초과의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 130℃ 초과의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 150℃ 초과의 온도에서 수행된다.A method of making a purified FDCA pathway product may include performing the method at a specified temperature. In some embodiments, the method is performed at a temperature greater than 50 °C. In some embodiments, the method is performed at a temperature greater than 70 °C. In some embodiments, the method is performed at a temperature greater than 80 °C. In some embodiments, the method is performed at a temperature greater than 120 °C. In some embodiments, the method is performed at a temperature greater than 125 °C. In some embodiments, the method is performed at a temperature greater than 130 °C. In some embodiments, the method is performed at a temperature greater than 150 °C.

일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하는 방법은 50℃의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 70℃ 의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 80℃ 의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 120℃ 의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 125℃ 의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 130℃ 의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 150℃ 의 온도에서 수행된다.In some embodiments, the method of making a purified FDCA pathway product is performed at a temperature of 50°C. In some embodiments, the method is performed at a temperature of 70°C. In some embodiments, the method is performed at a temperature of 80°C. In some embodiments, the method is performed at a temperature of 120°C. In some embodiments, the method is performed at a temperature of 125°C. In some embodiments, the method is performed at a temperature of 130°C. In some embodiments, the method is performed at a temperature of 150°C.

일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하는 방법은 50℃ 미만 (그러나 0은 아님)의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 70℃ 미만 (그러나 0은 아님)의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 80℃ 미만 (그러나 0은 아님)의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 120℃ 미만 (그러나 0은 아님)의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 125℃ 미만 (그러나 0은 아님)의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 130℃ 미만 (그러나 0은 아님)의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 150℃ 미만 (그러나 0은 아님)의 온도에서 수행된다.In some embodiments, the method of making a purified FDCA pathway product is performed at a temperature of less than (but not zero) 50°C. In some embodiments, the method is performed at a temperature of less than (but not zero) 70°C. In some embodiments, the method is performed at a temperature of less than (but not zero) 80 °C. In some embodiments, the method is performed at a temperature of less than (but not zero) 120°C. In some embodiments, the method is performed at a temperature of less than (but not zero) 125°C. In some embodiments, the method is performed at a temperature of less than (but not zero) 130 °C. In some embodiments, the method is performed at a temperature of less than (but not zero) 150 °C.

본 개시내용의 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하는 방법은 50℃ 내지 130℃, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 80℃ 내지 120℃, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 70℃ 내지 125℃, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 50℃ 내지 120℃, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 120℃ 내지 130℃, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 80℃ 내지 125℃, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 50℃ 내지 150℃, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 온도에서 수행된다.In some embodiments of the present disclosure, the method of making a purified FDCA pathway product is performed at a temperature between 50°C and 130°C, or any number in between the aforementioned ranges. In some embodiments, the method is performed at a temperature between 80° C. and 120° C., or any number in between the aforementioned ranges. In some embodiments, the method is performed at a temperature between 70° C. and 125° C., or any number in between the aforementioned ranges. In some embodiments, the method is performed at a temperature between 50°C and 120°C, or any number in between the aforementioned ranges. In some embodiments, the method is performed at a temperature of 120° C. to 130° C., or any number in between the aforementioned ranges. In some embodiments, the method is performed at a temperature between 80° C. and 125° C., or any number in between the aforementioned ranges. In some embodiments, the method is performed at a temperature between 50°C and 150°C, or any number in between the aforementioned ranges.

정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하는 방법은 지정된 압력에서 빙법을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 가압은 수소 기체로 수행된다. 일부 실시양태에서, 가압은 다른 적합한 기체, 예컨대 불활성 기체, 예컨대 질소, 헬륨 또는 아르곤으로 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 50 psi 초과의 압력에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 100 psi 초과의 압력에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 200 psi 초과의 압력에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 500 psi 초과의 압력에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 800 psi 초과의 압력에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 1000 psi 초과의 압력에서 수행된다.A method of preparing a purified FDCA pathway product may include performing an ice process at a specified pressure. In some embodiments, pressurization is performed with hydrogen gas. In some embodiments, pressurization is performed with another suitable gas, such as an inert gas such as nitrogen, helium, or argon. In some embodiments, the method is performed at a pressure greater than 50 psi. In some embodiments, the method is performed at a pressure greater than 100 psi. In some embodiments, the method is performed at a pressure greater than 200 psi. In some embodiments, the method is performed at a pressure greater than 500 psi. In some embodiments, the method is performed at a pressure greater than 800 psi. In some embodiments, the method is performed at a pressure greater than 1000 psi.

일부 실시양태에서, 방법은 50 psi의 압력에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 100 psi의 압력에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 200 psi의 압력에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 500 psi의 압력에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 800 psi의 압력에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 1000 psi의 압력에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 14 bar의 압력에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 35 bar의 압력에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 55 bar의 압력에서 수행된다.In some embodiments, the method is performed at a pressure of 50 psi. In some embodiments, the method is performed at a pressure of 100 psi. In some embodiments, the method is performed at a pressure of 200 psi. In some embodiments, the method is performed at a pressure of 500 psi. In some embodiments, the method is performed at a pressure of 800 psi. In some embodiments, the method is performed at a pressure of 1000 psi. In some embodiments, the method is performed at a pressure of 14 bar. In some embodiments, the method is performed at a pressure of 35 bar. In some embodiments, the method is performed at a pressure of 55 bar.

일부 실시양태에서, 방법은 50 psi 미만의 압력 (그러나 0은 아님)에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 100 psi 미만의 압력 (그러나 0은 아님)에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 200 psi 미만의 압력 (그러나 0은 아님)에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 500 psi 미만의 압력 (그러나 0은 아님)에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 800 psi 미만의 압력 (그러나 0은 아님)에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 1000 psi 미만의 압력 (그러나 0은 아님)에서 수행된다.In some embodiments, the method is performed at a pressure of less than 50 psi (but not zero). In some embodiments, the method is performed at a pressure of less than 100 psi (but not zero). In some embodiments, the method is performed at a pressure of less than 200 psi (but not zero). In some embodiments, the method is performed at a pressure of less than 500 psi (but not zero). In some embodiments, the method is performed at a pressure of less than 800 psi (but not zero). In some embodiments, the method is performed at a pressure of less than 1000 psi (but not zero).

본 개시내용의 일부 실시양태에서, 방법은 50 psi 내지 1000 psi, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 압력에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 100 psi 내지 500 psi, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 압력에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 200 psi 내지 525 psi, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 압력에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 500 psi 내지 1000 psi, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 압력에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 150 psi 내지 600 psi, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 압력에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 300 psi 내지 550 psi, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 압력에서 수행된다.In some embodiments of the present disclosure, the method is performed at a pressure between 50 psi and 1000 psi, or any number in between the aforementioned ranges. In some embodiments, the method is performed at a pressure between 100 psi and 500 psi, or any number between the aforementioned ranges. In some embodiments, the method is performed at a pressure between 200 psi and 525 psi, or any number between the aforementioned ranges. In some embodiments, the method is performed at a pressure between 500 psi and 1000 psi, or any number in between the aforementioned ranges. In some embodiments, the method is performed at a pressure between 150 psi and 600 psi, or any number between the aforementioned ranges. In some embodiments, the method is performed at a pressure between 300 psi and 550 psi, or any number in between the aforementioned ranges.

정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하는 방법은 지정된 양의 시간 동안 방법을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 방법은 30분 초과 동안 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 60분 초과 동안 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 120분 초과 동안 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 180분 초과 동안 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 240분 초과 동안 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 300분 초과 동안 수행된다.A method of making a purified FDCA pathway product can include performing the method for a specified amount of time. In some embodiments, the method is performed for more than 30 minutes. In some embodiments, the method is performed for more than 60 minutes. In some embodiments, the method is performed for greater than 120 minutes. In some embodiments, the method is performed for greater than 180 minutes. In some embodiments, the method is performed for greater than 240 minutes. In some embodiments, the method is performed for greater than 300 minutes.

일부 실시양태에서, 방법은 30분 동안 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 60분 동안 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 120분 동안 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 180분 동안 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 240분 동안 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 300분 동안 수행된다.In some embodiments, the method is performed for 30 minutes. In some embodiments, the method is performed for 60 minutes. In some embodiments, the method is performed for 120 minutes. In some embodiments, the method is performed for 180 minutes. In some embodiments, the method is performed for 240 minutes. In some embodiments, the method is performed for 300 minutes.

일부 실시양태에서, 방법은 30분 미만 (그러나 0은 아님) 동안 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 60분 미만 (그러나 0은 아님) 동안 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 120분 미만 (그러나 0은 아님) 동안 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 180분 미만 (그러나 0은 아님) 동안 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 240분 미만 (그러나 0은 아님) 동안 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 300분 미만 (그러나 0은 아님) 동안 수행된다.In some embodiments, the method is performed for less than 30 (but not zero) minutes. In some embodiments, the method is performed for less than 60 (but not zero) minutes. In some embodiments, the method is performed for less than 120 (but not zero) minutes. In some embodiments, the method is performed for less than 180 (but not zero) minutes. In some embodiments, the method is performed for less than 240 (but not zero) minutes. In some embodiments, the method is performed for less than 300 (but not zero) minutes.

일부 실시양태에서, 방법은 30분 내지 300분, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 시간 동안 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 60분 내지 240분, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 시간 동안 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 60분 내지 120분, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 시간 동안 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 120분 내지 180분, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 시간 동안 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 60분 내지 120분, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 시간 동안 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 180분 내지 240분, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 시간 동안 수행된다. 일부 실시양태에서, 방법은 2 내지 4시간, 2 내지 6시간, 3 내지 8시간, 5 내지 10시간, 8 내지 12시간, 10 내지 15시간, 12 내지 20시간, 15 내지 24시간, 1 내지 2일, 1 내지 3일, 2 내지 4일, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 시간 동안 수행된다.In some embodiments, the method is performed for 30 minutes to 300 minutes, or any number of hours in between the aforementioned ranges. In some embodiments, the method is performed for 60 minutes to 240 minutes, or any number of hours in between the aforementioned ranges. In some embodiments, the method is performed for 60 minutes to 120 minutes, or any number of hours in between the aforementioned ranges. In some embodiments, the method is performed for 120 minutes to 180 minutes, or any number of hours in between the aforementioned ranges. In some embodiments, the method is performed for 60 minutes to 120 minutes, or any number of hours in between the aforementioned ranges. In some embodiments, the method is performed for 180 minutes to 240 minutes, or any number of hours in between the aforementioned ranges. In some embodiments, the method takes 2 to 4 hours, 2 to 6 hours, 3 to 8 hours, 5 to 10 hours, 8 to 12 hours, 10 to 15 hours, 12 to 20 hours, 15 to 24 hours, 1 to 2 hours. days, 1 to 3 days, 2 to 4 days, or any number of hours in between the aforementioned ranges.

일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하는 방법은, FDCA 및 FFCA를 포함하거나 또는 이들로 이루어진 FDCA 경로 생성물; 50-800 psi 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 압력의 수소; 탄소, 이산화규소, 및/또는 Al2O3 또는 이들의 혼합물의 군으로부터 선택된 고체 지지체를 포함하는 불균질 환원 촉매를 포함하거나 또는 이들로 이루어진 반응 혼합물을 포함하거나 또는 그로 이루어지고, 여기서 불균질 환원 촉매는 Cu, Ni, Pd, Pt 및/또는 Ru로부터 선택된 금속 또는 그의 혼합물; 및 물 및 수혼화성 비양성자성 유기 용매를 포함하는 다성분 용매를 추가로 포함하며, 여기서 수혼화성 비양성자성 유기 용매는 디옥산 및/또는 술폴란을 포함하거나 또는 그로 이루어진다. 일부 실시양태에서, 반응 혼합물의 온도는 60-140℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수일 수 있다. 일부 실시양태에서, 반응은 1-24시간 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 시간 동안 진행될 수 있다.In some embodiments, a method of making a purified FDCA pathway product comprises an FDCA pathway product comprising or consisting of FDCA and FFCA; hydrogen at a pressure in the range of 50-800 psi or any number in between; comprising or consisting of a reaction mixture comprising or consisting of a heterogeneous reduction catalyst comprising a solid support selected from the group of carbon, silicon dioxide, and/or Al 2 O 3 or mixtures thereof, wherein the heterogeneous reduction The catalyst may be a metal selected from Cu, Ni, Pd, Pt and/or Ru or a mixture thereof; and a multi-component solvent comprising water and a water-miscible aprotic organic solvent, wherein the water-miscible aprotic organic solvent comprises or consists of dioxane and/or sulfolane. In some embodiments, the temperature of the reaction mixture may be in the range of 60-140 °C or any number in between. In some embodiments, the reaction may proceed for a period ranging from 1-24 hours or any number of hours in between.

일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하는 방법은, 0.1-3.5 M 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 몰 농도의 FDCA 경로 생성물, FDCA 경로 생성물은 FDCA 및 FFCA를 포함하거나 또는 그로 이루어짐; 50-800 psi 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 압력의 수소; 1:0.04 내지 1:1 범위 촉매:FDCA 경로 생성물의 중량비의 불균질 환원 촉매를 포함하거나 또는 그로 이루어진 반응 혼합물을 포함하거나 또는 그로 이루어질 수 있고; 여기서 불균질 환원 촉매는 탄소, 이산화규소, 및/또는 Al2O3 또는 그의 혼합물의 군으로부터 선택된 고체 지지체를 포함하고, 여기서 불균질 환원 촉매는 Cu, Ni, Pd, Pt 및/또는 Ru로부터 선택된 금속 또는 그의 혼합물; 및 물 및 수혼화성 비양성자성 유기 용매를 포함하는 다성분 용매를 추가로 포함하며, 여기서 수혼화성 비양성자성 유기 용매는 디옥산 및/또는 술폴란을 포함하거나 또는 그로 이루어진다. 다성분 용매는 0.1-2.5 M 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 농도로 물을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 반응 혼합물의 온도는 60-140℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수일 수 있다. 일부 실시양태에서, 반응은 1 내지 24시간 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 시간 동안 진행될 수 있다.In some embodiments, a method of making a purified FDCA pathway product comprises a molar concentration of FDCA pathway product in the range of 0.1-3.5 M or any number therebetween, the FDCA pathway product comprising or consisting of FDCA and FFCA; hydrogen at a pressure in the range of 50-800 psi or any number in between; may comprise or consist of a reaction mixture comprising or consisting of a heterogeneous reduction catalyst in a weight ratio of catalyst:FDCA pathway product in the range of 1:0.04 to 1:1; wherein the heterogeneous reduction catalyst comprises a solid support selected from the group of carbon, silicon dioxide, and/or Al 2 O 3 or mixtures thereof, wherein the heterogeneous reduction catalyst is selected from Cu, Ni, Pd, Pt and/or Ru metals or mixtures thereof; and a multi-component solvent comprising water and a water-miscible aprotic organic solvent, wherein the water-miscible aprotic organic solvent comprises or consists of dioxane and/or sulfolane. The multi-component solvent may include water at a concentration ranging from 0.1-2.5 M or any number in between. In some embodiments, the temperature of the reaction mixture may be in the range of 60-140 °C or any number in between. In some embodiments, the reaction may proceed for a period ranging from 1 to 24 hours or any number of hours in between.

일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하는 방법은, FDCA 및 FFCA를 포함하거나 또는 그로 이루어진 FDCA 경로 생성물; 50 내지 800 psi 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 압력의 수소; Pd/C, Pt/C, Ru/C, Cu/Al2O3, 및/또는 Ni/Al2O3 또는 그의 혼합물을 포함하거나 또는 그로 이루어진 불균질 환원 촉매; 및 물 및 수혼화성 비양성자성 유기 용매를 포함하는 다성분 용매를 포함하거나 또는 그로 이루어진 반응 혼합물을 포함하거나 또는 그로 이루어지며, 여기서 수혼화성 비양성자성 유기 용매는 디옥산 및/또는 술폴란을 포함하거나 또는 그로 이루어진다. 일부 실시양태에서, 반응 혼합물의 온도는 60-140℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수일 수 있다. 일부 실시양태에서, 반응은 1-24시간 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 시간 동안 진행될 수 있다.In some embodiments, a method of making a purified FDCA pathway product comprises an FDCA pathway product comprising or consisting of FDCA and FFCA; hydrogen at a pressure ranging from 50 to 800 psi or any number in between; a heterogeneous reduction catalyst comprising or consisting of Pd/C, Pt/C, Ru/C, Cu/Al 2 O 3 , and/or Ni/Al 2 O 3 or mixtures thereof; and a reaction mixture comprising or consisting of a multi-component solvent comprising water and a water-miscible aprotic organic solvent, wherein the water-miscible aprotic organic solvent comprises dioxane and/or sulfolane. or consist of In some embodiments, the temperature of the reaction mixture may be in the range of 60-140 °C or any number in between. In some embodiments, the reaction may proceed for a period ranging from 1-24 hours or any number of hours in between.

일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하는 방법은, 0.1-3.5 M 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 몰 농도의 FDCA 경로 생성물, FDCA 경로 생성물은 FDCA 및 FFCA를 포함하거나 또는 그로 이루어짐; 50-800 psi 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 압력의 수소; 1:0.04 내지 1:1 범위 촉매:FDCA 경로 생성물의 중량비의 불균질 환원 촉매를 포함하거나 또는 그로 이루어진 반응 혼합물을 포함하거나 또는 그로 이루어질 수 있고; 여기서 불균질 환원 촉매는 Pd/C, Pt/C, Ru/C, Cu/Al2O3, 및/또는 Ni/Al2O3 또는 그의 혼합물, 및 물 및 수혼화성 비양성자성 유기 용매를 포함하는 다성분 용매를 포함하거나 또는 그로 이루어지고, 여기서 수혼화성 비양성자성 유기 용매는 디옥산 및/또는 술폴란을 포함하거나 또는 그로 이루어진다. 다성분 용매는 0.1-2.5 M 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 농도로 물을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 반응 혼합물의 온도는 60-140℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수일 수 있다. 일부 실시양태에서, 반응은 1-24시간 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 시간 동안 진행될 수 있다.In some embodiments, a method of making a purified FDCA pathway product comprises a molar concentration of FDCA pathway product in the range of 0.1-3.5 M or any number therebetween, the FDCA pathway product comprising or consisting of FDCA and FFCA; hydrogen at a pressure in the range of 50-800 psi or any number in between; may comprise or consist of a reaction mixture comprising or consisting of a heterogeneous reduction catalyst in a weight ratio of catalyst:FDCA pathway product in the range of 1:0.04 to 1:1; wherein the heterogeneous reduction catalyst comprises Pd/C, Pt/C, Ru/C, Cu/Al 2 O 3 , and/or Ni/Al 2 O 3 or mixtures thereof, and water and water miscible aprotic organic solvents. wherein the water-miscible aprotic organic solvent comprises or consists of dioxane and/or sulfolane. The multi-component solvent may include water at a concentration ranging from 0.1-2.5 M or any number in between. In some embodiments, the temperature of the reaction mixture may be in the range of 60-140 °C or any number in between. In some embodiments, the reaction may proceed for a period ranging from 1-24 hours or any number of hours in between.

일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 FDCA, HMFCA, 10% 몰 불순도 미만의 MFA, 및 10% 몰 불순도 미만의 THFDCA을 포함한다.In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises FDCA, HMFCA, MFA with less than 10% molar impurity, and THFDCA with less than 10% molar impurity.

일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 90% 초과의 FDCA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 95% 초과의 FDCA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 99% 초과의 FDCA를 포함한다.In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises greater than 90% FDCA on a molar purity basis. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises greater than 95% FDCA on a molar purity basis. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises greater than 99% FDCA on a molar purity basis.

일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 90% 내지 99%, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 FDCA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 95% 내지 99%, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 FDCA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 90% 내지 95%, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 FDCA를 포함한다.In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises 90% to 99% by molar purity, or any number between the aforementioned ranges, of FDCA. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises 95% to 99% by molar purity, or any number between the aforementioned ranges, of FDCA. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises 90% to 95% by molar purity, or any number between the aforementioned ranges, of FDCA.

일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 5% 미만의 FFCA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 1% 미만의 FFCA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 0.5% 미만의 FFCA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 0.1% 미만의 FFCA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 0.05% 미만의 FFCA를 포함한다.In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises less than 5% FFCA on a molar purity basis. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises less than 1% FFCA on a molar purity basis. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises less than 0.5% FFCA on a molar purity basis. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises less than 0.1% FFCA on a molar purity basis. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises less than 0.05% FFCA on a molar purity basis.

일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 0.05% 내지 5%, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 FFCA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 0.1% 내지 1%, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 FFCA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 0.05% 내지 0.5%, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 FFCA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 0.5% 내지 1%, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 FFCA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 1% 내지 5%, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 FFCA를 포함한다.In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises from 0.05% to 5%, on a molar purity basis, or any number between the aforementioned ranges of FFCA. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises from 0.1% to 1%, on a molar purity basis, or any number between the aforementioned ranges of FFCA. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises from 0.05% to 0.5%, on a molar purity basis, or any number between the aforementioned ranges of FFCA. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises 0.5% to 1%, on a molar purity basis, or any number between the aforementioned ranges of FFCA. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises from 1% to 5%, on a molar purity basis, or any number between the aforementioned ranges of FFCA.

일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 5% 미만의 MFA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 1% 미만의 MFA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 0.5% 미만의 MFA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 0.1% 미만의 MFA를 포함한다.In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises less than 5% MFA on a molar purity basis. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises less than 1% MFA on a molar purity basis. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises less than 0.5% MFA on a molar purity basis. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises less than 0.1% MFA on a molar purity basis.

일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 0.1% 내지 5%, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 MFA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 0.1% 내지 1%, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 MFA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 0.1% 내지 0.5%, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 MFA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 0.5% 내지 1%, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 MFA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 1% 내지 5%, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 MFA를 포함한다.In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises from 0.1% to 5%, or any number between the aforementioned ranges, of MFA on a molar purity basis. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises from 0.1% to 1%, or any number between the aforementioned ranges, of MFA on a molar purity basis. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises from 0.1% to 0.5%, on a molar purity basis, or any number between the aforementioned ranges of MFA. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises 0.5% to 1%, or any number between the aforementioned ranges, of MFA on a molar purity basis. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises from 1% to 5%, on a molar purity basis, or any number between the aforementioned ranges of MFA.

일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 1% 미만의 THFDCA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 0.9% 미만의 THFDCA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 0.5% 미만의 THFDCA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 0.1% 미만의 THFDCA를 포함한다.In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises less than 1% THFDCA on a molar purity basis. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises less than 0.9% THFDCA on a molar purity basis. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises less than 0.5% THFDCA on a molar purity basis. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises less than 0.1% THFDCA on a molar purity basis.

일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 0.1% 내지 1%, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 THFDCA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 0.1% 내지 0.9%, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 THFDCA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 0.1% 내지 0.5%, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 THFDCA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 0.5% 내지 0.9%, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 THFDCA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 0.9% 내지 1%, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 THFDCA를 포함한다.In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises 0.1% to 1%, or any number between the aforementioned ranges, of THFDCA on a molar purity basis. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises from 0.1% to 0.9% on a molar purity basis, or any number between the aforementioned ranges, of THFDCA. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises from 0.1% to 0.5% on a molar purity basis, or any number between the aforementioned ranges, of THFDCA. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises from 0.5% to 0.9% on a molar purity basis, or any number between the aforementioned ranges, of THFDCA. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises 0.9% to 1%, or any number between the aforementioned ranges, of THFDCA on a molar purity basis.

본원에 기재된 방법에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 FFCA로부터 환원된 HMFCA를 추가로 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, FFCA로부터 환원된 HMFCA의 수율은 25% 초과이다. 일부 실시양태에서, FFCA로부터 환원된 HMFCA의 수율은 40% 초과이다. 일부 실시양태에서, FFCA로부터 환원된 HMFCA의 수율은 75% 초과이다. 일부 실시양태에서, FFCA로부터 환원된 HMFCA의 수율은 90% 초과이다. 일부 실시양태에서, FFCA로부터 환원된 HMFCA의 수율은 95% 초과이다. 일부 실시양태에서, FFCA로부터 환원된 HMFCA의 수율은 99% 초과이다.In the methods described herein, the purified FDCA pathway product may further include HMFCA reduced from FFCA. In some embodiments, the yield of reduced HMFCA from FFCA is greater than 25%. In some embodiments, the yield of reduced HMFCA from FFCA is greater than 40%. In some embodiments, the yield of reduced HMFCA from FFCA is greater than 75%. In some embodiments, the yield of reduced HMFCA from FFCA is greater than 90%. In some embodiments, the yield of reduced HMFCA from FFCA is greater than 95%. In some embodiments, the yield of reduced HMFCA from FFCA is greater than 99%.

일부 실시양태에서, FFCA로부터 환원된 HMFCA의 수율은 25% 내지 99%, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수이다. 일부 실시양태에서, FFCA로부터 환원된 HMFCA의 수율은 40% 내지 99%, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수이다. 일부 실시양태에서, FFCA로부터 환원된 HMFCA의 수율은 75% 내지 99%, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수이다. 일부 실시양태에서, FFCA로부터 환원된 HMFCA의 수율은 90% 내지 99%, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수이다. 일부 실시양태에서, FFCA로부터 환원된 HMFCA의 수율은 95% 내지 99%, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수이다. 일부 실시양태에서, FFCA로부터 환원된 HMFCA의 수율은 90% 내지 95%, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수이다.In some embodiments, the yield of reduced HMFCA from FFCA is between 25% and 99%, or any number in between the aforementioned ranges. In some embodiments, the yield of reduced HMFCA from FFCA is between 40% and 99%, or any number in between the aforementioned ranges. In some embodiments, the yield of reduced HMFCA from FFCA is between 75% and 99%, or any number in between the aforementioned ranges. In some embodiments, the yield of reduced HMFCA from FFCA is between 90% and 99%, or any number in between the aforementioned ranges. In some embodiments, the yield of reduced HMFCA from FFCA is between 95% and 99%, or any number in between the aforementioned ranges. In some embodiments, the yield of reduced HMFCA from FFCA is between 90% and 95%, or any number in between the aforementioned ranges.

일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 10% 미만의 DDF를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 5% 미만의 DDF를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 1% 미만의 DDF를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 0.5% 미만의 DDF를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 0.1% 미만의 DDF를 포함한다.In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises less than 10% DDF on a molar purity basis. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises less than 5% DDF on a molar purity basis. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises less than 1% DDF on a molar purity basis. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises less than 0.5% DDF on a molar purity basis. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises less than 0.1% DDF on a molar purity basis.

일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 0.1% 내지 10%, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 DDF를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 0.1% 내지 5%, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 DDF를 포함한다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 몰 순도를 기준으로 0.1% 내지 1%, 또는 상기 언급된 범위 사이의 임의의 수의 DDF를 포함한다.In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises from 0.1% to 10%, on a molar purity basis, or any number between the aforementioned ranges of DDF. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises from 0.1% to 5%, or any number between the aforementioned ranges, of DDF on a molar purity basis. In some embodiments, the purified FDCA pathway product comprises from 0.1% to 1%, or any number between the aforementioned ranges, of DDF on a molar purity basis.

III. 정제된 FDCA 경로 생성물의 결정화III. Crystallization of purified FDCA pathway products

본 출원의 섹션 II에 기재된 방법에 의해 제조된 정제된 FDCA 경로 생성물은 추가로 정제될 수 있다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물은 결정화에 의해 추가로 정제된다. 본 출원인은 유리하게는 FDCA 경로 생성물 중 FFCA의 HMFCA로의 환원이, FDCA 경로 생성물로부터 결정화 단독을 통해 FFCA를 제거하는 시도보다 정제된 FDCA 경로 생성물로부터 결정화를 통해 HMFCA를 제거하는 것을 보다 용이하게 함을 발견하였다.Purified FDCA pathway products prepared by the methods described in Section II of this application may be further purified. In some embodiments, the purified FDCA pathway product is further purified by crystallization. Applicants advantageously find that reduction of FFCA to HMFCA in FDCA pathway products makes it easier to remove HMFCA from purified FDCA pathway products via crystallization than attempting to remove FFCA from FDCA pathway products via crystallization alone. Found.

일부 실시양태에서, 결정화 용액은 정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하는 방법에 사용되는 동일한 다성분 용매이다.In some embodiments, the crystallization solution is the same multi-component solvent used in the process of making the purified FDCA pathway product.

용액 상 결정화는 전형적으로, 정제된 PFCA 경로 생성물의 포화 (또는 과포화) 용액을, 용액이 결정화 조건에 적용되는 결정화기 내로 도입함으로써 수행되고, 결정화는, 예를 들어, 온도를 감소시키거나 용매 증발 (예를 들어, 용매 제거)에 의해 용액을 농축시킴으로써, 또는 이들 둘의 조합에 의해 개시된다. 용매 증발은, 용액을 농축시켜 결정화를 개시하기 위해 사용될 수 있고, 또한 용매 조성을 조정하여 정제된 FDCA 경로 생성물의 용해도를 감소시키기 위해 사용될 수 있다.Solution phase crystallization is typically performed by introducing a saturated (or supersaturated) solution of the purified PFCA pathway product into a crystallizer where the solution is subjected to crystallization conditions, and crystallization is accomplished by, for example, reducing the temperature or evaporating the solvent. (e.g., solvent removal), or a combination of the two. Solvent evaporation can be used to concentrate the solution to initiate crystallization, and can also be used to adjust the solvent composition to reduce the solubility of the purified FDCA pathway product.

하나의 실시양태에서, 결정화 조건이 온도 조정을 포함하는 경우, 본 개시내용은,In one embodiment, when the crystallization conditions include temperature adjustment, the present disclosure

50℃ 내지 220℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 예컨대 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 115, 120, 130, 140, 150, 160, 180, 190, 200, 210, 또는 220℃의, 또는 상기 언급된 임의의 두 온도에 의해 정의되는 범위 내의 제1 온도에서 정제된 FDCA 경로 생성물 및 결정화 용매를 포함하는 결정화 용액을 제공하는 단계; 및ranges from 50°C to 220°C or any number in between, such as 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 115, 120, 130, 140, 150, 160, 180, 190, 200, 210, or providing a crystallization solution comprising a purified FDCA pathway product and a crystallization solvent at a first temperature of 220° C. or within a range defined by any two temperatures noted above; and

결정화 용액을 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 냉각시켜 상이한 입자 크기의 복수의 FDCA 결정을 형성하는 단계cooling the crystallization solution to a second temperature lower than the first temperature to form a plurality of FDCA crystals of different particle sizes;

를 포함하는, 결정질 FDCA 제제를 제조하는 방법을 제공한다.It provides a method for preparing a crystalline FDCA preparation comprising a.

냉각은 결정화 용매 중에서의 FDCA 경로 생성물의 용해도를 감소시켜, FDCA의 결정이 용액 중에서 형성되게 한다. 제1 온도는 전형적으로 60℃ 내지 180℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 예컨대 예를 들어 60, 70, 80, 90, 100, 110, 115, 120, 130, 140, 150, 160, 또는 180℃이거나, 또는 상기 언급된 임의의 두 온도에 의해 정의되는 범위 내에 있다. 일부 실시양태에서, 제1 온도는 70℃ 내지 150℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 예컨대 70, 80, 90, 100, 110, 115, 120, 130, 140, 또는 150℃이거나, 또는 상기 언급된 임의의 두 온도에 의해 정의되는 범위 내에 있다. 결정화 용액이 냉각되는 경우, 이는 전형적으로 60℃ 또는 그 미만, 예컨대 예를 들어 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, 또는 0℃ 이하의, 또는 상기 언급된 임의의 두 온도에 의해 정의되는 범위 내의 온도로 냉각된다. 보다 전형적으로, 이는 50℃ 또는 그 미만 또는 40℃ 또는 그 미만, 예컨대 예를 들어 50, 40, 30, 20, 10, 5, 또는 0℃ 이하의, 또는 상기 언급된 임의의 두 온도에 의해 정의되는 범위 내의 온도로 냉각된다.Cooling reduces the solubility of the FDCA pathway products in the crystallization solvent, allowing crystals of FDCA to form in solution. The first temperature typically ranges from 60° C. to 180° C. or any number in between, such as for example 60, 70, 80, 90, 100, 110, 115, 120, 130, 140, 150, 160, or 180 °C, or within the range defined by any two temperatures mentioned above. In some embodiments, the first temperature ranges from 70°C to 150°C or any number in between, such as 70, 80, 90, 100, 110, 115, 120, 130, 140, or 150°C, or as noted above. within the range defined by any two temperatures. When the crystallization solution is cooled, it is typically at or below 60°C, such as for example up to 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, or 0°C, or by any two temperatures mentioned above. It is cooled to a temperature within a defined range. More typically, it is defined by a temperature of less than or equal to 50°C or less than or equal to 40°C, such as for example less than or equal to 50, 40, 30, 20, 10, 5, or 0°C, or any two of the above mentioned temperatures. cooled to a temperature within the range

용매 제거 (증발)를 사용하여 결정화를 개시하는 실시양태에서, 본 개시내용은,In embodiments in which solvent removal (evaporation) is used to initiate crystallization, the present disclosure provides

(a) 정제된 FDCA 경로 생성물, 및 물, 유기 용매 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 제1 결정화 용매를 포함하는 제1 결정화 용액을 제공하는 단계;(a) providing a first crystallization solution comprising a purified FDCA pathway product and a first crystallization solvent selected from the group consisting of water, organic solvents and combinations thereof;

(b) 제1 결정화 용액으로부터 제1 결정화 용매의 제1 부분을 제거하여 제1 정제된 FDCA 경로 생성물 슬러리를 생성하는 단계이며, 여기서 제1 정제된 FDCA 경로 생성물 슬러리는 제1의 복수의 FDCA 결정 및 제1 결정화 용매의 제2 부분을 포함하는 것인 단계; 및(b) removing a first portion of the first crystallization solvent from the first crystallization solution to produce a first purified FDCA pathway product slurry, wherein the first purified FDCA pathway product slurry comprises a first plurality of FDCA crystals and a second portion of the first crystallization solvent; and

(c) 제1 결정화 용매의 제2 부분으로부터 제1의 복수의 FDCA 결정을 분리하는 단계(c) separating the first plurality of FDCA crystals from the second portion of the first crystallization solvent;

를 포함하는, 결정질 FDCA 제제를 제조하는 방법을 제공한다.It provides a method for preparing a crystalline FDCA preparation comprising a.

추가의 실시양태에서, 제1의 복수의 FDCA 결정은, 하기 추가의 단계:In a further embodiment, the first plurality of FDCA determinations comprise the additional steps of:

(d) 제1의 복수의 FDCA 결정을 제2 결정화 용매 중에 용해시켜 FDCA 및 제2 결정화 용매를 포함하는 제2 결정화 용액을 생성하는 단계; 및(d) dissolving the first plurality of FDCA crystals in a second crystallization solvent to produce a second crystallization solution comprising FDCA and the second crystallization solvent; and

(e) 제2 결정화 용액으로부터 제2 결정화 용매의 제1 부분을 제거하여 제2 FDCA 슬러리를 생성하는 단계이며, 여기서 제2 FDCA 슬러리는 제2의 복수의 FDCA 결정 및 제2 결정화 용매의 제2 부분을 포함하는 것인 단계; 및(e) removing a first portion of the second crystallization solvent from the second crystallization solution to produce a second FDCA slurry, wherein the second FDCA slurry comprises a second plurality of FDCA crystals and a second portion of the second crystallization solvent. comprising a part; and

(f) 제2 결정화 용매의 제2 부분으로부터 제2의 복수의 FDCA 결정을 분리하는 단계(f) separating a second plurality of FDCA crystals from a second portion of a second crystallization solvent;

를 수행함으로써 재결정화된다.It is recrystallized by performing

결정화 용매의 일부 제거는, 용액으로부터 용매를 제거하기 위한 공지된 방법, 예컨대 증발, 또는 증류 등을 사용하여 달성할 수 있다. 결정화 용액의 온도를 상승시켜 결정화 용매 또는 그의 성분의 기화를 수행하여, 결정화 용매의 하나의 부분이 액체 상으로 존재하게 하고, 또 다른 부분이 증기 상으로 존재하게 하여 이를 제거함으로써, 용매 제거가 용이해질 수 있다. 용매 제거는 정제된 FDCA 경로 생성물의 농도를 증가시켜 이를 결정화시키고, 이로써 연속적 액체 상 중의 FDCA 결정의 슬러리를 제공한다. 종종, 제1 및 제2 결정화 용매 중 하나 또는 둘 다가 다성분 용매이고, 여기서 제1 및/또는 제2 결정화 용매의 제1 부분의 제거는 다성분 용매의 성분 중 하나의 전부 또는 일부는 제거하면서, 다른 성분은 거의 또는 전혀 제거하지 않는 것을 포함할 수 있다. 이들 실시양태에서, 다성분 용매는 경질 유기 용매인 하나의 유기 용매 종 및 중질 유기 용매인 제2 유기 종을 포함할 수 있거나; 또는 대안적으로, 이는 물, 및 중질 또는 경질 수혼화성 유기 용매인 유기 용매를 포함할 수 있다.Partial removal of the crystallization solvent can be achieved using known methods for removing solvent from solutions, such as evaporation, distillation, and the like. Solvent removal is facilitated by raising the temperature of the crystallization solution to effect vaporization of the crystallization solvent or its components, so that one portion of the crystallization solvent is present in the liquid phase and another portion is present in the vapor phase to remove it. it can be done Solvent removal increases the concentration of the purified FDCA pathway product, causing it to crystallize, thereby providing a slurry of FDCA crystals in a continuous liquid phase. Often, one or both of the first and second crystallization solvents are multi-component solvents, wherein the removal of a first portion of the first and/or second crystallization solvents removes all or part of one of the components of the multi-component solvent while removing , which may include little or no removal of other components. In these embodiments, the multi-component solvent may include one organic solvent species that is a light organic solvent and a second organic species that is a heavy organic solvent; Or alternatively, it may include water and an organic solvent that is a heavy or light water-miscible organic solvent.

각각, 제1 결정화 용매의 제2 부분 및 제2 결정화 용매의 제2 부분으로부터의, 제1의 복수의 FDCA 결정 및 제2의 복수의 FDCA 결정의 분리는, 액체로부터 고체를 분리하기 위한 공지된 방법, 예컨대 여과, 원심분리 등을 사용하여 달성될 수 있다.Separation of the first plurality of FDCA crystals and the second plurality of FDCA crystals from the second portion of the first crystallization solvent and the second portion of the second crystallization solvent, respectively, is a known method for separating a solid from a liquid. This can be achieved using methods such as filtration, centrifugation, and the like.

제2 결정화 용매 중의 제1 FDCA 결정의 용해를 용이하게 하기 위해 용해 단계 (단계 (a 및 d))는 전형적으로 승온에서 수행된다. 온도는 사용되는 결정화 용매에 따라 달라질 것이지만, 이는 제1의 복수의 FDCA 결정이 완전히 용해될 때까지, 온도를 상승시키고, 임의로 추가의 제2 결정화 용매를 첨가함으로써 쉽게 결정될 수 있다. 전형적으로, 용해 단계는, 50℃ 내지 220℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 예컨대 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 115, 120, 130, 140, 150, 160, 180, 190, 200, 210, 또는 220℃의, 또는 상기 언급된 임의의 두 온도에 의해 정의되는 범위 내의 온도에서 수행된다. 종종, 용해 단계는, 60℃ 내지 180℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또는 70℃ 내지 150℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 예컨대 60, 70, 80, 90, 100, 110, 115, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 또는 180℃의, 또는 상기 언급된 임의의 두 온도에 의해 정의되는 범위 내의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 용해 단계는, 이들 범위의 보다 높은 말단에서, 예컨대 100℃ 내지 220℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 또는 150℃ 내지 220℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 예컨대 100, 110, 115, 120, 130, 140, 150, 160, 180, 190, 200, 210, 또는 220℃의, 또는 상기 언급된 임의의 두 온도에 의해 정의되는 범위 내의 온도에서 수행된다.The dissolution step (steps (a and d)) is typically carried out at an elevated temperature to facilitate dissolution of the first FDCA crystals in the second crystallization solvent. The temperature will depend on the crystallization solvent used, but can be readily determined by raising the temperature until the first plurality of FDCA crystals are completely dissolved, and optionally adding additional second crystallization solvent. Typically, the dissolution step ranges from 50°C to 220°C or any number in between, such as 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 115, 120, 130, 140, 150, 160, 180, at a temperature of 190, 200, 210, or 220° C., or within a range defined by any two temperatures mentioned above. Often, the dissolution step is in the range of 60°C to 180°C or any number in between, or in the range of 70°C to 150°C or any number in between, such as 60, 70, 80, 90, 100, 110, 115, 120, 130, 140, 150, 160, 170, or 180° C., or within a range defined by any two temperatures mentioned above. In some embodiments, the dissolution step is at the higher end of these ranges, such as in the range of 100°C to 220°C or any number in between, or in the range of 150°C to 220°C or any number in between, such as 100, 110, 115, 120, 130, 140, 150, 160, 180, 190, 200, 210, or 220° C., or within a range defined by any two temperatures noted above.

제1 및 제2 결정화 용매는 동일하거나 상이할 수 있다. 특정 실시양태에서, 제1 및 제2 결정화 용매 중 적어도 하나는 두 결정화 용매 모두에 대해 공통적인 성분 용매 종을 포함하는 다성분 용매이다. 일부 실시양태에서, 정제된 FDCA 경로 생성물을 포함하는 제1 결정화 용액은, 상기에 기재된 바와 같은 정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하는 방법에 사용되는 다성분 용매이다. 일부 실시양태에서, 제1 결정화 용매는 이전 환원 단계에서 사용된 다성분 용매와 동일하지 않다. 이들 실시양태에서, 다성분 용매의 전부 또는 일부는, 예를 들어, 증발 등에 의해, 결정화 단계 전에 제거될 수 있다. 생성된 고체를 상이한 용매 (예를 들어, 물 또는 상이한 유기 용매 종) 또는 상이한 다성분 용매 (예를 들어, 정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하는 방법으로부터의 다성분 용매와 동일한 조성을 갖지 않는 용매) 중에 용해시켜 제1 결정화 용액을 제조할 수 있다.The first and second crystallization solvents may be the same or different. In certain embodiments, at least one of the first and second crystallization solvents is a multi-component solvent comprising component solvent species common to both crystallization solvents. In some embodiments, the first crystallization solution comprising a purified FDCA pathway product is a multi-component solvent used in a method of making a purified FDCA pathway product as described above. In some embodiments, the first crystallization solvent is not the same as the multi-component solvent used in the previous reduction step. In these embodiments, all or part of the multi-component solvent may be removed prior to the crystallization step, for example by evaporation or the like. The resulting solid is in a different solvent (e.g., water or a different organic solvent species) or a different multi-component solvent (e.g., a solvent that does not have the same composition as the multi-component solvent from the method of making the purified FDCA pathway product). It can be dissolved to prepare a first crystallization solution.

정제된 FDCA 생성물의 결정화는 정제된 FDCA 생성물을 임의의 후속 수의 결정화 용매 (예를 들어, 제3, 제4, 제5 또는 제6 결정화 용매)에 용해시키는 것을 추가로 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 후속 결정화 용매는 제1 및/또는 제2 결정화 용매에 대해 상기 기재된 것과 동일하거나 상이할 수 있다. 일부 실시양태에서, 후속 결정화 방법은 제1 및/또는 제2 결정화 용매에 대해 상기 기재된 바와 동일하거나 상이할 수 있다.Crystallization of the purified FDCA product may further include dissolving the purified FDCA product in any subsequent number of crystallization solvents (eg, a third, fourth, fifth or sixth crystallization solvent). In some embodiments, the subsequent crystallization solvent can be the same as or different from those described above for the first and/or second crystallization solvent. In some embodiments, the subsequent crystallization method may be the same as or different from that described above for the first and/or second crystallization solvent.

구체적 실시양태에서, 결정화 용매는 물 및 수혼화성 유기 용매를 포함하는 다성분 용매이다. 따라서, 추가의 실시양태에서, 본 개시내용은,In a specific embodiment, the crystallization solvent is a multi-component solvent comprising water and a water-miscible organic solvent. Accordingly, in a further embodiment, the present disclosure provides

정제된 FDCA 경로 생성물, 및 물 및 수혼화성 유기 용매를 포함하는 다성분 용매인 결정화 용매를 포함하는 결정화 용액을 제공하는 단계;providing a crystallization solution comprising a purified FDCA pathway product and a crystallization solvent that is a multi-component solvent comprising water and a water-miscible organic solvent;

정제된 FDCA 경로 생성물의 결정화를 개시하는 단계; 및Initiating crystallization of the purified FDCA pathway product; and

상이한 입자 크기의 복수의 정제된 FDCA 경로 생성물 결정을 생성하는 단계generating a plurality of purified FDCA pathway product crystals of different particle sizes.

를 포함하는, 정제된 FDCA 경로 생성물의 결정질 제제를 제조하는 방법을 제공한다.It provides a method for preparing a crystalline preparation of a purified FDCA pathway product comprising a.

이 실시양태에서, 수혼화성 유기 용매는 전형적으로 수혼화성 비양성자성 유기 용매이다. 예시적 실시양태에서, 수혼화성 비양성자성 유기 용매는 에테르, 예컨대 디옥산, 디옥솔란, 및/또는 디글림 또는 그의 혼합물이다. 이러한 용매 시스템의 이점을 예시하기 위해, 본 개시내용의 대표적 용매 조성물을 물, 디옥산, 디옥솔란 (예를 들어, 1,3-디옥솔란), 및/또는 디글림과 비교한 FDCA 용해도 관계가 논의된다. 본 개시내용의 용매 조성물 중에서의 FDCA의 높은 용해도는 결정화에 의한 정제를 위한 제제 중에서의 FDCA의 포화 용액의 제조를 가능하게 한다. 물 또는 유기 용매 (또는 물 및 유기 용매의 공비 혼합물)를 제거하여 용매 조성을 조정함으로써, 유기 용매가 풍부한 용매 조성물 (선택된 유기 용매가 물보다 덜 휘발성인 경우), 또는 물이 풍부한 용매 조성물 (선택된 유기 용매가 물보다 휘발성인 경우)을 생성할 수 있다. FDCA는 본 개시내용의 용매 조성물에 비해 물 또는 유기 용매 중에서 현저히 덜 가용성이다. FDCA의 포화 용액은, 온도를 감소시킴으로써 또는 용매를 증발시켜 용매 조성을 조정함으로써, 또는 이들 둘 다에 의해 결정화 조건에 적용될 수 있다.In this embodiment, the water-miscible organic solvent is typically a water-miscible aprotic organic solvent. In an exemplary embodiment, the water miscible aprotic organic solvent is an ether such as dioxane, dioxolane, and/or diglyme or mixtures thereof. To illustrate the benefits of this solvent system, the FDCA solubility relationship comparing representative solvent compositions of the present disclosure to water, dioxane, dioxolane (eg, 1,3-dioxolane), and/or diglyme is shown below. are discussed The high solubility of FDCA in the solvent composition of the present disclosure enables preparation of saturated solutions of FDCA in formulations for purification by crystallization. By removing water or an organic solvent (or an azeotrope of water and an organic solvent) to adjust the solvent composition, the organic solvent-rich solvent composition (if the selected organic solvent is less volatile than water), or the water-rich solvent composition (selected organic solvent if the solvent is more volatile than water). FDCA is significantly less soluble in water or organic solvents than the solvent compositions of the present disclosure. A saturated solution of FDCA can be subjected to crystallization conditions by reducing the temperature or by evaporating the solvent to adjust the solvent composition, or both.

본 개시내용의 결정화 방법에서 사용하기에 적합한 예시적 수혼화성 비양성자성 용매는 테트라히드로푸란, 글림, 디옥산, 디옥솔란, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드, 술폴란, 아세톤, N-메틸-2-피롤리돈 ("NMP"), 메틸 에틸 케톤 ("MEK"), 및/또는 감마-발레로락톤 또는 그의 임의의 혼합물을 포함한다. 바람직하게는, 수혼화성 비양성자성 유기 용매는 에테르, 예컨대 예를 들어, 글림, 디옥산 (예를 들어 1,4-디옥산), 디옥솔란 (예를 들어, 1,3-디옥솔란), 및/또는 테트라히드로푸란 또는 그의 임의의 혼합물이다. 본 개시내용의 실행에서 사용하기에 적합한 글림은, 예를 들어, 모노글림 (1,2-디메톡시에탄, "DME"), 에틸 글림, 디글림 (디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르), 에틸 디글림, 트리글림, 부틸 디글림, 테트라글림, 폴리글림, 및/또는 고분자량 알콜의 고도로 에톡실화된 디에테르 ("하이글림") 또는 그의 임의의 혼합물을 포함한다. 종종, 수혼화성 비양성자성 유기 용매는 글림, 디글림, 또는 디옥산 또는 그의 임의의 혼합물이다.Exemplary water-miscible aprotic solvents suitable for use in the crystallization methods of the present disclosure are tetrahydrofuran, glyme, dioxane, dioxolane, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, sulfolane, acetone, N-methyl-2 -pyrrolidone ("NMP"), methyl ethyl ketone ("MEK"), and/or gamma-valerolactone or any mixture thereof. Preferably, the water-miscible aprotic organic solvent is an ether such as, for example, glyme, dioxane (eg 1,4-dioxane), dioxolane (eg 1,3-dioxolane), and/or tetrahydrofuran or any mixture thereof. Glymes suitable for use in the practice of the present disclosure include, for example, monoglyme (1,2-dimethoxyethane, “DME”), ethyl glyme, diglyme (diethylene glycol dimethyl ether), ethyl diglyme, triglyme, butyl diglyme, tetraglyme, polyglyme, and/or highly ethoxylated diethers of high molecular weight alcohols ("hyglyme") or any mixtures thereof. Often, the water-miscible aprotic organic solvent is glyme, diglyme, or dioxane or any mixture thereof.

일부 실시양태에서, 수혼화성 유기 용매 종은, 다성분 용매의 적어도 5 vol%, 적어도 10 vol%, 적어도 15 vol%, 적어도 20 vol%, 적어도 25 vol%, 적어도 30 vol%, 적어도 35 vol%, 적어도 40 vol%, 적어도 45 vol%, 적어도 50 vol%, 적어도 55 vol%, 적어도 60 vol%, 적어도 65 vol%, 적어도 70 vol%, 적어도 75 vol%, 적어도 80 vol%, 적어도 85 vol%, 적어도 90 vol%, 또는 적어도 95 vol%이거나, 또는 상기 언급된 임의의 두 값에 의해 정의되는 범위 내에 있고; 상응하게, 물은 전형적으로, 각각, 다성분 시스템의, 95 vol% 미만, 90 vol% 미만, 85 vol% 미만, 80 vol% 미만, 75 vol% 미만, 70 vol% 미만, 65 vol% 미만, 60 vol% 미만, 55 vol% 미만, 50 vol% 미만, 45 vol% 미만, 40 vol% 미만, 35 vol% 미만, 30 vol% 미만, 25 vol% 미만, 20 vol% 미만, 15 vol% 미만, 10 vol% 미만, 또는 5 vol% 미만 (그러나 0은 아님)이거나, 또는 상기 언급된 임의의 두 값에 의해 정의되는 범위 내에 있다.In some embodiments, the water-miscible organic solvent species comprises at least 5 vol%, at least 10 vol%, at least 15 vol%, at least 20 vol%, at least 25 vol%, at least 30 vol%, at least 35 vol% of the multi-component solvent , at least 40 vol%, at least 45 vol%, at least 50 vol%, at least 55 vol%, at least 60 vol%, at least 65 vol%, at least 70 vol%, at least 75 vol%, at least 80 vol%, at least 85 vol% , at least 90 vol%, or at least 95 vol%, or within the range defined by any two values noted above; Correspondingly, water typically accounts for less than 95 vol%, less than 90 vol%, less than 85 vol%, less than 80 vol%, less than 75 vol%, less than 70 vol%, less than 65 vol%, respectively, of the multicomponent system. less than 60 vol%, less than 55 vol%, less than 50 vol%, less than 45 vol%, less than 40 vol%, less than 35 vol%, less than 30 vol%, less than 25 vol%, less than 20 vol%, less than 15 vol%, less than 10 vol%, or less than 5 vol% (but not zero), or within a range defined by any two values noted above.

일부 실시양태에서, 다성분 용매는 1 내지 5 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 99 내지 95 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 5 내지 10 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 95 내지 90 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 10 내지 15 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 90 내지 85 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 15 내지 20 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 85 내지 80 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 20 내지 25 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 80 내지 75 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 25 내지 30 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 75 내지 70 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 30 내지 35 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 70 내지 65 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 35 내지 40 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 65 내지 60 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 40 내지 45 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 60 내지 55 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 45 내지 50 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 65 내지 50 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 50 내지 55 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 50 내지 45 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 55 내지 60 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 45 내지 40 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 60 내지 65 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 40 내지 35 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 65 내지 70 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 35 내지 30 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 70 내지 75 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 30 내지 25 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 75 내지 80 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 25 내지 20 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 80 내지 85 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 20 내지 15 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 85 내지 90 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 15 내지 10 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 90 내지 95 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 10 내지 5 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시양태에서, 다성분 용매는 95 내지 99 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 물 및 5 내지 1 중량% 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 수혼화성 유기 용매를 포함한다.In some embodiments, the multi-component solvent comprises from 1 to 5 weight percent of water or any number therebetween and from 99 to 95 weight percent or any number therebetween of a water-miscible organic solvent. In some embodiments, the multi-component solvent comprises from 5 to 10 weight percent of water or any number therebetween and from 95 to 90 weight percent or any number therebetween of a water-miscible organic solvent. In some embodiments, the multi-component solvent comprises from 10 to 15% by weight of water or any number therebetween and from 90 to 85% by weight or any number therebetween of a water-miscible organic solvent. In some embodiments, the multi-component solvent comprises from 15 to 20% by weight of water or any number therebetween and from 85 to 80% by weight or any number therebetween of a water-miscible organic solvent. In some embodiments, the multi-component solvent comprises from 20 to 25% by weight of water or any number therebetween and from 80 to 75% by weight or any number therebetween of a water-miscible organic solvent. In some embodiments, the multi-component solvent comprises from 25 to 30% by weight of water or any number therebetween and from 75 to 70% by weight or any number therebetween of a water-miscible organic solvent. In some embodiments, the multi-component solvent comprises from 30 to 35% by weight of water or any number therebetween and from 70 to 65% by weight or any number therebetween of a water-miscible organic solvent. In some embodiments, the multi-component solvent comprises in the range of 35 to 40% by weight or any number therebetween of water and in the range of 65 to 60% by weight or in between any number of water miscible organic solvents. In some embodiments, the multi-component solvent comprises from 40 to 45% by weight of water or any number therebetween and from 60 to 55% by weight or any number therebetween of a water-miscible organic solvent. In some embodiments, the multi-component solvent comprises from 45 to 50% by weight of water or any number therebetween and from 65 to 50% by weight or any number therebetween of a water-miscible organic solvent. In some embodiments, the multi-component solvent comprises from 50 to 55% by weight of water or any number therebetween and from 50 to 45% by weight or any number therebetween of a water-miscible organic solvent. In some embodiments, the multi-component solvent comprises from 55 to 60% by weight of water or any number therebetween and from 45 to 40% by weight or any number therebetween of a water-miscible organic solvent. In some embodiments, the multi-component solvent comprises from 60 to 65% by weight of water or any number therebetween and from 40 to 35% by weight or any number therebetween of a water-miscible organic solvent. In some embodiments, the multi-component solvent comprises from 65 to 70% by weight of water or any number therebetween and from 35 to 30% by weight or any number therebetween of a water-miscible organic solvent. In some embodiments, the multi-component solvent comprises from 70 to 75% by weight of water or any number therebetween and from 30 to 25% by weight or any number therebetween of a water-miscible organic solvent. In some embodiments, the multi-component solvent comprises from 75 to 80% by weight of water or any number therebetween and from 25 to 20% by weight or any number therebetween of a water-miscible organic solvent. In some embodiments, the multi-component solvent comprises from 80 to 85% by weight of water or any number therebetween and from 20 to 15% by weight or any number therebetween of a water-miscible organic solvent. In some embodiments, the multi-component solvent comprises from 85 to 90% by weight of water or any number therebetween and from 15 to 10% by weight or any number therebetween of a water-miscible organic solvent. In some embodiments, the multi-component solvent comprises from 90 to 95% by weight of water or any number therebetween and from 10 to 5% by weight or any number therebetween of a water-miscible organic solvent. In some embodiments, the multi-component solvent comprises from 95 to 99% by weight of water or any number therebetween and from 5 to 1% by weight or any number therebetween of a water-miscible organic solvent.

보다 전형적으로, 물 대 수혼화성 유기 용매의 부피비는 전형적으로 1:6 내지 6:1 (v:v) 범위 또는 이들 사이의 임의의 수이다. 일부 실시양태에서, 부피비는 1:4 내지 4:1 (v:v) 또는 이들 사이의 임의의 수이다. 일부 실시양태에서, 부피비는 1:4 내지 3:1 (v:v) 또는 이들 사이의 임의의 수의 물:수혼화성 유기 용매이다. 일부 실시양태에서, 부피비는 1:4 내지 1:3 (v:v) 또는 이들 사이의 임의의 수의 물:수혼화성 유기 용매이다. 특정 실시양태에서, 부피비는 1:1 (v:v)의 물:수혼화성 유기 용매이다.More typically, the volume ratio of water to water-miscible organic solvent typically ranges from 1:6 to 6:1 (v:v) or any number in between. In some embodiments, the volume ratio is from 1:4 to 4:1 (v:v) or any number in between. In some embodiments, the volume ratio is from 1:4 to 3:1 (v:v) or any number of water:water miscible organic solvents in between. In some embodiments, the volume ratio is from 1:4 to 1:3 (v:v) or any number of water:water miscible organic solvents in between. In certain embodiments, the volume ratio is a 1:1 (v:v) water:water miscible organic solvent.

결정화는, 상기에 기재된 온도 감소 (냉각) 또는 용매 제거 방법을 사용하여 개시될 수 있다. 온도 감소를 사용하여 결정화를 개시하는 경우, 전형적으로 결정화 용액의 온도는, 전형적으로 60℃ 내지 220℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 예컨대 60, 70, 80, 90, 100, 110, 115, 120, 130, 140, 150, 160, 180, 190, 200, 210, 또는 220℃의, 또는 상기 언급된 임의의 두 온도에 의해 정의되는 범위 내의 제1 온도로부터 감소된다. 물이 결정화 용매의 성분인 경우, 제1 온도는 종종, 이 범위의 보다 상부 말단에, 예를 들어, 100℃ 내지 220℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수 또는 150℃ 내지 220℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 예컨대 100, 110, 115, 120, 130, 140, 150, 160, 180, 190, 200, 210, 또는 220℃에, 또는 상기 언급된 임의의 두 온도에 의해 정의되는 범위 내에 있다. 일부 실시양태에서, 제1 온도는 60℃ 내지 180℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 예컨대 60, 70, 80, 90, 100, 110, 115, 120, 130, 140, 150, 160, 또는 180℃이거나, 또는 상기 언급된 임의의 두 온도에 의해 정의되는 범위 내에 있고, 제2 온도는 제1 온도보다 낮다. 일부 실시양태에서, 제1 온도는 70℃ 내지 150℃ 범위 또는 이들 사이의 임의의 수, 예컨대 70, 80, 90, 100, 110, 115, 120, 130, 140, 또는 150℃이거나, 또는 상기 언급된 임의의 두 온도에 의해 정의되는 범위 내에 있다. 결정화 용액이 냉각되는 경우, 이는 전형적으로 60℃ 미만, 예컨대 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, 또는 0℃ 이하이거나, 또는 상기 언급된 임의의 두 온도에 의해 정의되는 범위 내에 있는 제2 온도로 냉각된다. 보다 전형적으로, 이는 50℃ 미만 또는 40℃ 미만, 예컨대 50, 40, 30, 20, 10, 5, 또는 0℃ 이하이거나, 또는 상기 언급된 임의의 두 온도에 의해 정의되는 범위 내에 있는 제2 온도로 냉각된다.Crystallization can be initiated using the temperature reduction (cooling) or solvent removal methods described above. When a decrease in temperature is used to initiate crystallization, typically the temperature of the crystallization solution is typically in the range of 60°C to 220°C or any number in between, such as 60, 70, 80, 90, 100, 110, 115, from a first temperature of 120, 130, 140, 150, 160, 180, 190, 200, 210, or 220° C., or within a range defined by any two temperatures noted above. When water is a component of the crystallization solvent, the first temperature is often at the upper end of this range, for example in the range of 100°C to 220°C or any number in between or in the range of 150°C to 220°C or in between. to any number of, such as 100, 110, 115, 120, 130, 140, 150, 160, 180, 190, 200, 210, or 220 °C, or within a range defined by any two temperatures noted above. . In some embodiments, the first temperature ranges from 60°C to 180°C or any number in between, such as 60, 70, 80, 90, 100, 110, 115, 120, 130, 140, 150, 160, or 180 °C, or within the range defined by any two temperatures mentioned above, the second temperature being lower than the first temperature. In some embodiments, the first temperature ranges from 70°C to 150°C or any number in between, such as 70, 80, 90, 100, 110, 115, 120, 130, 140, or 150°C, or as noted above. within the range defined by any two temperatures. When the crystallization solution is cooled, it is typically less than 60°C, such as 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, or 0°C, or within the range defined by any two temperatures mentioned above. cooled to the second temperature. More typically, it is a second temperature that is less than 50°C or less than 40°C, such as less than or equal to 50, 40, 30, 20, 10, 5, or 0°C, or within a range defined by any two temperatures noted above. cooled with

결정화는 또한, 결정화 용액으로부터 결정화 용액의 제1 부분을 제거하여 정제된 FDCA 경로 생성물 슬러리를 생성하며, 여기서 정제된 FDCA 경로 생성물은 상이한 입자 크기의 제1의 복수의 FDCA 결정 및 결정화 용매의 제2 부분을 포함하고; 제1 결정화 용매의 제2 부분으로부터 복수의 FDCA 결정을 분리함으로써 개시될 수 있다. 제1의 복수의 FDCA 결정을 임의로 동일한 또는 상이한 결정화 용매 중에 용해시키고, 공정을 반복하여 상이한 입자 크기의 제2의 복수의 FDCA 결정을 얻을 수 있다.Crystallization also removes a first portion of the crystallization solution from the crystallization solution to produce a purified FDCA pathway product slurry, wherein the purified FDCA pathway product comprises a first plurality of FDCA crystals of different particle sizes and a second portion of the crystallization solvent. contains a portion; It may begin by separating a plurality of FDCA crystals from the second portion of the first crystallization solvent. A first plurality of FDCA crystals may optionally be dissolved in the same or different crystallization solvents, and the process may be repeated to obtain a second plurality of FDCA crystals of different particle sizes.

정제된 FDCA 경로 생성물의 시드 결정을 첨가하여 결정화의 개시를 추가로 촉진시킬 수 있다. 다른 첨가제, 예컨대 소포제 또는 결정화 조제를 결정화 용액에 첨가하여 결정화 방법을 촉진시키고, FDCA 결정을 함유하는 현탁액의 형성을 가능하게 할 수 있다. 본 개시내용의 실행에서 사용하기에 적합한 소포제는, 예를 들어, 실리콘, 계면활성제, 포스페이트, 알콜, 글리콜, 스테아레이트 등을 포함한다. 계면활성제 또는 전해질 중합체와 같은 첨가제는 또한 형성된 결정의 모폴로지(morphology) 및 조성에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, US 5,296,639 및 US 6,534,680을 참조하며, 이들은 그 전문이 본원에 참조로 명백히 포함된다. 다른 첨가제가 유동 향상제로서 기능하여 저장시 결정질 생성물의 응집을 막을 수 있다 (예를 들어 US 6,534,680 참조).Seed crystals of purified FDCA pathway product may be added to further promote initiation of crystallization. Other additives, such as anti-foaming agents or crystallization aids, may be added to the crystallization solution to facilitate the crystallization process and enable the formation of a suspension containing FDCA crystals. Antifoaming agents suitable for use in the practice of the present disclosure include, for example, silicones, surfactants, phosphates, alcohols, glycols, stearates, and the like. Additives such as surfactants or electrolyte polymers can also affect the morphology and composition of the crystals formed. See, eg, US 5,296,639 and US 6,534,680, which are expressly incorporated herein by reference in their entirety. Other additives may function as flow enhancers to prevent flocculation of the crystalline product on storage (see eg US 6,534,680).

본원에 기재된 방법에 의해 생성된 FDCA 결정은, 원심분리, 여과, 또는 액체로부터 고체를 분리하기 위한 다른 적합한 방법에 의해 용액 (모액)으로부터 분리될 수 있다. 이어서, 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 임의의 적합한 방법을 사용하여 결정을 세척하고 건조시킬 수 있다.FDCA crystals produced by the methods described herein can be separated from solution (mother liquor) by centrifugation, filtration, or other suitable method for separating solids from liquids. The crystals may then be washed and dried using any suitable method known to those skilled in the art.

본원에 기재된 결정화 방법은, 정제된 FDCA 경로 생성물을 포함하는 원료 공급물로부터의 FDCA 결정의 제조를 위한 통합 방법의 일부로서 수행될 수 있다. 방법 단계의 세트를 적어도 제1 결정화 구역, 용해 구역, 및 제2 (정련) 결정화 구역에서 수행할 수 있다. 결정화 방법은 또한, FDCA 경로 생성물 및 다성분 용매를 포함하는 정제된 FDCA 경로 생성물 공급원료로부터의 FDCA 결정의 제조를 위한 통합 방법의 일부로서 수행될 수 있다. 이 방법에서, 통합 결정화 방법은 본원에 기재된 환원 반응 방법과 추가로 통합된다. 이 통합 방법에서는, 적어도 하나의 환원 반응 구역으로부터의 유출물이, 공급원료로서, 통합 결정화 방법 내로 통과된다. 본원에 기재된 결정화 방법에서는, 각각의 결정화 구역 후에 (예를 들어 결정화 구역과 다음 용해 구역 사이에) 결정 분리 작업 (예컨대 원심분리기의 사용)이 임의로 배치될 수 있다.The crystallization methods described herein can be performed as part of an integrated process for the production of FDCA crystals from raw feeds comprising purified FDCA pathway products. The set of method steps can be performed in at least a first crystallization zone, a dissolution zone, and a second (refining) crystallization zone. The crystallization process can also be performed as part of an integrated process for the production of FDCA crystals from a purified FDCA pathway product feedstock comprising an FDCA pathway product and a multi-component solvent. In this method, the integrated crystallization method is further integrated with the reduction reaction method described herein. In this integrated process, the effluent from at least one reduction reaction zone is passed as feedstock into the integrated crystallization process. In the crystallization methods described herein, a crystal separation operation (such as the use of a centrifuge) may optionally be placed after each crystallization zone (eg between the crystallization zone and the next dissolution zone).

일부 실시양태에서, 결정질 FDCA는 적어도 98 중량%의 FDCA를 포함하고, 보다 전형적으로는, 이는 적어도 99 중량%의 FDCA를 포함하고, 일부 실시양태에서, 이는 99 중량% 초과의 FDCA를 포함한다.In some embodiments, the crystalline FDCA comprises at least 98% by weight FDCA, more typically it comprises at least 99% by weight FDCA, and in some embodiments it comprises greater than 99% by weight FDCA.

일부 실시양태에서, 결정질 FDCA는 99% 몰 순도 초과의 FDCA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 결정질 FDCA 제제는 99.5% 몰 순도 초과의 FDCA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 결정질 FDCA 제제는 99.8% 몰 순도 초과의 FDCA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 결정질 FDCA 제제는 99.9% 몰 순도 초과의 FDCA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 결정질 FDCA 제제는 99.95% 몰 순도 초과의 FDCA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 결정질 FDCA 제제는 99.99% 몰 순도 초과의 FDCA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 결정질 FDCA 제제는 검출가능한 수준의 불순물을 함유하지 않는다.In some embodiments, crystalline FDCA comprises greater than 99% molar purity FDCA. In some embodiments, the crystalline FDCA preparation comprises greater than 99.5% molar purity FDCA. In some embodiments, the crystalline FDCA preparation comprises greater than 99.8% molar purity FDCA. In some embodiments, the crystalline FDCA preparation comprises greater than 99.9% molar purity FDCA. In some embodiments, the crystalline FDCA preparation comprises greater than 99.95% molar purity FDCA. In some embodiments, the crystalline FDCA preparation comprises greater than 99.99% molar purity FDCA. In some embodiments, the crystalline FDCA preparation does not contain detectable levels of impurities.

본 개시내용의 결정화 방법은, 용액 상 결정화를 수행하는데 적합한 공지된 산업적 결정화기 시스템을 사용하여 수행될 수 있다. 적합한 시스템은, 예를 들어, 배치식 결정화기, 연속식 결정화기 (예를 들어, 강제 순환 결정화기, 드래프트-튜브 결정화기, 드래프트-튜브-배플형 결정화기, 또는 오슬로(Oslo)형 결정화기 등), 및 다른 이러한 결정화기 시스템을 포함한다.The crystallization methods of the present disclosure can be performed using known industrial crystallizer systems suitable for performing solution phase crystallization. Suitable systems include, for example, batch crystallizers, continuous crystallizers (eg, forced circulation crystallizers, draft-tube crystallizers, draft-tube-baffle crystallizers, or Oslo-type crystallizers). etc.), and other such crystallizer systems.

본 개시내용의 결정질 FDCA 제제는 전형적으로 건조하고, 1 중량% 미만의 물을 포함한다. 종종, 이들은 0.9 중량% 미만, 또는 0.8 중량% 미만, 또는 0.7 중량% 미만, 또는 0.6 중량% 미만, 또는 0.5 중량% 미만, 또는 0.4 중량% 미만, 또는 0.3 중량% 미만, 또는 0.2 중량% 미만의 물 또는 상기 언급된 임의의 두 양에 의해 정의되는 범위 내의 양의 물을 포함한다.Crystalline FDCA formulations of the present disclosure are typically dry and contain less than 1% water by weight. Often, they are less than 0.9%, or less than 0.8%, or less than 0.7%, or less than 0.6%, or less than 0.5%, or less than 0.4%, or less than 0.3%, or less than 0.2%. water or water in an amount within a range defined by any two amounts mentioned above.

개시된 방법은 많은 규모에서 수행될 수 있다. 일부 실시양태에서, 방법은 사용되는 화합물의 양이 밀리그램 내지 그램 범위가 되도록 작은 규모에서 수행될 수 있다. 일부 실시양태에서, 방법은 산업적 규모에서 수행될 수 있다. 일부 실시양태에서, 산업적 규모 방법은 복수 배치로 수행될 수 있고, 여기서 FDCA 경로 생성물, 정제된 FDCA 경로 생성물 및/또는 결정화 FDCA의 다중 배치가 수득된다. 일부 실시양태에서, 산업적 규모 방법은 FDCA 경로 생성물, 정제된 FDCA 경로 생성물 및/또는 결정화 FDCA가 연속적으로 유체 연결되는 연속 공정으로서 수행될 수 있다.The disclosed methods can be performed on many scales. In some embodiments, the method can be performed on a small scale such that the amount of compound used is in the milligram to gram range. In some embodiments, the method can be performed on an industrial scale. In some embodiments, the industrial scale process can be performed in multiple batches, where multiple batches of FDCA pathway product, purified FDCA pathway product, and/or crystallized FDCA are obtained. In some embodiments, an industrial scale process can be performed as a continuous process in which the FDCA pathway product, purified FDCA pathway product, and/or crystallized FDCA are continuously fluidly connected.

본 개시내용의 방법은 관련 기술분야에 공지된 반응기, 예컨대 예를 들어 고정층 반응기, 살수층(trickle bed) 반응기, 슬러리 상 반응기, 이동층 반응기 등을 사용하여 배치식, 반-배치식, 또는 연속식 유동 반응기 또는 포맷으로 수행될 수 있다.The methods of the present disclosure may be batch, semi-batch, or continuous using reactors known in the art, such as, for example, fixed bed reactors, trickle bed reactors, slurry phase reactors, moving bed reactors, and the like. It can be carried out in a fixed flow reactor or format.

IV. 환원 촉매 실시예IV. Reduction Catalyst Example

추가의 대안은 하기 실시예에 추가로 상세히 기재되며, 이는 청구된 범주를 어떠한 방식으로도 제한하지 않는다.Additional alternatives are described in further detail in the examples below, which in no way limit the claimed scope.

실시예 1Example 1

고압 고처리량 반응기 내에 위치한 96-웰 삽입물 내에 하우징된 1 ml 유리 바이알 내에서 촉매 시험을 수행하였다. 문헌 [Diamond, G. M., Murphy, V., Boussie, T. R., in Modern Applications of High Throughput R&D in Heterogeneous Catalysis, (eds, Hagemeyer, A. and Volpe, A. Jr. Bentham Science Publishers 2014, Chapter 8, 299-309)]을 참조하고; 또한 US 8,669,397을 참조하며, 이들 둘 다 본원에 참조로 포함된다. 20 mg 이하의 각각의 분말 촉매를 3:2 (wt/wt) 디옥산:H2O 혼합물로 제조된 용액 0.25 mL과 함께 다양한 양의 5-포르밀-2-푸로산 (FFCA) 및 2,5-푸란디카르복실산 (FDCA)과 함께 반응기에 넣었다. 삽입물 내의 1 ml 반응 바이알을 각각 테플론 시트, 규소 매트 및 강철 기체 확산 플레이트 (각각 기체 도입을 가능하게 하는 핀-홀을 함유함)로 덮었다. 삽입물을 압력 용기 내에 넣고, 이를 질소 압력 하에 누출 시험하였다. 이어서, 반응기 내의 분위기를 표적 압력 (예를 들어 500 psig)에서 수소로 대체하고, 반응기를 표적 온도 (예를 들어, 100℃)로 가열하고, 특정 시간 기간 (예를 들어, 60분) 동안 800 rpm에서 진탕하였다. 반응이 완료된 후, 진탕을 중단하고, 반응기를 실온으로 냉각시켰다. 샘플을 디메틸 술폭시드 (DMSO) 및 H2O로 희석한 후 각각의 반응기로부터 샘플링하여 HPLC 분석을 위해 샘플을 준비하였다. 반응 생성물은 FFCA의 수소화로부터 히드록시메틸푸란카르복실산 (HMFCA) 및 5-메틸-2-푸로산 (MFA), 및 FDCA의 수소화로부터의 테트라히드로푸란 디카르복실산 (THFDCA)이었다. HMFCA 및 MFA의 수율은 사용된 FFCA의 양을 기준으로 계산하였고, 반면에 THFDCA의 수율은 사용된 FDCA의 양을 기준으로 계산하였다.Catalyst tests were performed in 1 ml glass vials housed in 96-well inserts placed in high pressure high throughput reactors. Diamond, GM, Murphy, V., Boussie, TR, in Modern Applications of High Throughput R&D in Heterogeneous Catalysis, (eds, Hagemeyer, A. and Volpe, A. Jr. Bentham Science Publishers 2014, Chapter 8, 299- 309); See also US 8,669,397, both of which are incorporated herein by reference. Up to 20 mg of each powder catalyst was mixed with 0.25 mL of a solution prepared from a 3:2 (wt/wt) dioxane:H 2 O mixture in varying amounts of 5-formyl-2-furoic acid (FFCA) and 2, It was placed in a reactor along with 5-furandicarboxylic acid (FDCA). The 1 ml reaction vials in the inserts were each covered with a Teflon sheet, a silicon mat and a steel gas diffusion plate (each containing pin-holes to allow gas introduction). The insert was placed in a pressure vessel and it was leak tested under nitrogen pressure. The atmosphere in the reactor is then replaced with hydrogen at the target pressure (e.g. 500 psig), the reactor is heated to the target temperature (e.g. 100° C.) and heated to 800 °C for a specified period of time (e.g. 60 minutes). Shake at rpm. After the reaction was complete, shaking was stopped and the reactor was allowed to cool to room temperature. Samples were prepared for HPLC analysis by sampling from each reactor after diluting with dimethyl sulfoxide (DMSO) and H 2 O. The reaction products were hydroxymethylfurancarboxylic acid (HMFCA) and 5-methyl-2-furoic acid (MFA) from hydrogenation of FFCA, and tetrahydrofuran dicarboxylic acid (THFDCA) from hydrogenation of FDCA. The yields of HMFCA and MFA were calculated based on the amount of FFCA used, while the yield of THFDCA was calculated based on the amount of FDCA used.

모든 촉매는 상업적으로 입수가능하였고, 분말로서 스크리닝하였다. 분말이 입수가능하지 않은 경우, 압출물 촉매를 수소화 반응 전에 분말로 분쇄하였다. Cu 클라리언트 T-4874는 안정화 용액 이소-데칸올을 디옥산으로 헹군 후의 압출물 Cu 촉매 클라리언트 T-4874로부터의 분말이었다. Ni JM HTC 500RP는 압출물 Ni 촉매 존슨 매티 인크(Johnson Matthey, Inc.) HTC 500RP로부터의 분말이었다. 촉매 Pd/C JM-10 (A102038-5 로트# C-9074), Pd/C JM-4 (A405032-5 로트# C-9191), Ru/C JM-37 (D101023-5 로트# C-9219), 및 Ru/C JM-38 (D101038-5 로트# C-9220)은 존슨 매티, 인크로부터 입수하였고, 그대로 사용하였다. 촉매 Ru/C JM-37* 및 Ru/C JM-38*은 존슨 매티 인크로부터의 Ru/C JM-37 (D101023-5 로트# C-9219) 및 Ru/C JM-38 (D101038-5 로트# C-9220)의 추가로 환원된 형태 (3시간 동안 형성 기체 중 350℃)였다. 결과는 표 1에 제시된다.All catalysts were commercially available and screened as powders. If powder was not available, the extrudate catalyst was ground into powder prior to the hydrogenation reaction. Cu Clariant T-4874 was a powder from the extrudate Cu Catalyst Clariant T-4874 after rinsing the stabilizing solution iso-decanol with dioxane. Ni JM HTC 500RP was a powder from extrudate Ni catalyst Johnson Matthey, Inc. HTC 500RP. Catalyst Pd/C JM-10 (A102038-5 Lot# C-9074), Pd/C JM-4 (A405032-5 Lot# C-9191), Ru/C JM-37 (D101023-5 Lot# C-9219 ), and Ru/C JM-38 (D101038-5 Lot# C-9220) were obtained from Johnson Matthey, Inc. and were used as such. Catalysts Ru/C JM-37* and Ru/C JM-38* are Ru/C JM-37 (D101023-5 Lot# C-9219) and Ru/C JM-38 (D101038-5 Lot) from Johnson Matthey Inc. # C-9220) (350° C. in forming gas for 3 hours). Results are presented in Table 1.

표 1. 촉매 조성 및 FFCA 및 FDCA의 수소화에서의 성능Table 1. Catalyst composition and performance in hydrogenation of FFCA and FDCA.

Figure 112020010436875-pct00002
Figure 112020010436875-pct00002

Figure 112020010436875-pct00003
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Figure 112020010436875-pct00004
Figure 112020010436875-pct00004

실시예 2Example 2

20 mg의 상이한 분말 촉매를, 3:2 (wt/wt) 디옥산:H2O 중 0.6 M FFCA 함유 용액과 함께 별도의 반응 용기에 넣었다. 분말화 촉매는 Cu 바스프 0602*(사내 환원됨), Cu 클라리언트 T-4874, Cu 클라리언트 T-4874* (사내 환원됨), Ni JM HTC 500 RP, Pd/C JM-4, Pd/C JM-6, Pd/C JM-10, Pt/C JM-24, Pt/C JM-27, Ru/C JM-37, Ru/C JM-38 및 촉매가 없는 대조군이었다. 촉매 Cu 바스프 0602* 및 Cu 클라리언트 T-4874*를 추가의 환원된 형태 (3시간 동안 형성 기체 중에서 350℃)로 사용하였다. 각각의 반응 용기를 55 bar의 표적 압력에서 수소로 가압하였다. 반응 용기를 70℃의 표적 온도로 가열하고, 2시간 동안 진탕시키거나, 또는 대안적으로 반응 용기를 100℃의 표적 온도로 가열하고, 1시간 동안 진탕시켰다. 반응이 완료된 후, 진탕을 중단하고, 반응기를 실온으로 냉각시켰다.20 mg of different powdered catalysts were placed in a separate reaction vessel together with a solution containing 0.6 M FFCA in 3:2 (wt/wt) dioxane:H 2 O. Powdered catalysts were Cu BASF 0602 * (reduced in-house), Cu Clariant T-4874, Cu Clariant T-4874* (reduced in-house), Ni JM HTC 500 RP, Pd/C JM-4, Pd/C JM- 6, Pd/C JM-10, Pt/C JM-24, Pt/C JM-27, Ru/C JM-37, Ru/C JM-38 and no catalyst control. Catalysts Cu BASF 0602 * and Cu Clariant T-4874* were used in further reduced form (350° C. in forming gas for 3 hours). Each reaction vessel was pressurized with hydrogen at a target pressure of 55 bar. The reaction vessel was heated to a target temperature of 70°C and shaken for 2 hours, or alternatively, the reaction vessel was heated to a target temperature of 100°C and shaken for 1 hour. After the reaction was complete, shaking was stopped and the reactor was allowed to cool to room temperature.

HMFCA 선택성 및 FFCA 전환율을 계산하였다. 결과는 도 1에 제시된다.HMFCA selectivity and FFCA conversion were calculated. Results are presented in FIG. 1 .

HMFCA 및 MFA의 수율, 잔류 FFCA 양 및 물질 밸런스를 계산하였다. 결과는 도 2에 제시된다.The yield of HMFCA and MFA, the amount of residual FFCA and mass balance were calculated. Results are presented in FIG. 2 .

실시예 3Example 3

20 mg의 상이한 분말 촉매를 3:2 (wt/wt) 디옥산:H2O 중 0.6 M FDCA 함유 용액과 함께 별도의 반응 용기에 넣었다. 공급된 촉매는 Cu 바스프 0602* (사내 환원됨), Cu 클라리언트 T-4874, Cu 클라리언트 T-4874* (사내 환원됨), Ni JM HTC 500 RP, Pd/C JM-4, Pd/C JM-6, Pd/C JM-10, Pt/C JM-24, Pt/C JM-27, Ru/C JM-37, Ru/C JM-38 및 촉매가 없는 대조군이었다. 촉매 Cu 바스프 0602* 및 Cu 클라리언트 T-4874*를 추가의 환원된 형태 (3시간 동안 형성 기체 중에서 350℃)로 사용하였다. 각각의 반응 용기를 55 bar의 표적 압력에서 수소로 가압하였다. 반응 용기를 70℃의 표적 온도로 가열하고, 2시간 동안 진탕시키거나, 또는 대안적으로 반응 용기를 100℃의 표적 온도로 가열하고, 1시간 동안 진탕시켰다. 반응이 완료된 후, 진탕을 중단하고, 반응기를 실온으로 냉각시켰다. THFDCA의 수율 및 잔류 FFCA 양, 및 물질 밸런스를 계산하였다. 결과는 도 3에 제시된다.20 mg of different powdered catalysts were placed in a separate reaction vessel together with a solution containing 0.6 M FDCA in 3:2 (wt/wt) dioxane:H 2 O. Supplied catalysts were Cu BASF 0602 * (reduced in-house), Cu Clariant T-4874, Cu Clariant T-4874* (reduced in-house), Ni JM HTC 500 RP, Pd/C JM-4, Pd/C JM- 6, Pd/C JM-10, Pt/C JM-24, Pt/C JM-27, Ru/C JM-37, Ru/C JM-38 and no catalyst control. Catalysts Cu BASF 0602 * and Cu Clariant T-4874* were used in further reduced form (350° C. in forming gas for 3 hours). Each reaction vessel was pressurized with hydrogen at a target pressure of 55 bar. The reaction vessel was heated to a target temperature of 70°C and shaken for 2 hours, or alternatively, the reaction vessel was heated to a target temperature of 100°C and shaken for 1 hour. After the reaction was complete, shaking was stopped and the reactor was allowed to cool to room temperature. The yield of THFDCA and the amount of residual FFCA, and mass balance were calculated. Results are presented in FIG. 3 .

실시예 4Example 4

20 mg의 상이한 분말 촉매를 3:2 (wt/wt) 디옥산:H2O 중 0.6 M FDCA 및 0.6 M FFCA 함유 용액과 함께 별도의 반응 용기에 넣었다. 공급된 촉매는 Cu 바스프 0602* (사내 환원됨), Cu 클라리언트 T-4874, Cu 클라리언트 T-4874* (사내 환원됨), Ni JM HTC 500 RP, Pd/C JM-4, Pd/C JM-6, Pd/C JM-10, Pt/C JM-24, Pt/C JM-27, Ru/C JM-37, Ru/C JM-38 및 촉매가 없는 대조군이었다. 촉매 Cu 바스프 0602* 및 Cu 클라리언트 T-4874*를 추가의 환원된 형태 (3시간 동안 형성 기체 중에서 350℃)로 사용하였다. 각각의 반응 용기를 55 bar의 표적 압력에서 수소로 가압하였다. 반응 용기를 70℃의 표적 온도로 가열하고, 2시간 동안 진탕시키거나, 또는 대안적으로 반응 용기를 100℃의 표적 온도로 가열하고, 1시간 동안 진탕시켰다. 반응이 완료된 후, 진탕을 중단하고, 반응기를 실온으로 냉각시켰다.20 mg of different powdered catalysts were placed in a separate reaction vessel together with a solution containing 0.6 M FDCA and 0.6 M FFCA in 3:2 (wt/wt) dioxane:H 2 O. Supplied catalysts were Cu BASF 0602 * (reduced in-house), Cu Clariant T-4874, Cu Clariant T-4874* (reduced in-house), Ni JM HTC 500 RP, Pd/C JM-4, Pd/C JM- 6, Pd/C JM-10, Pt/C JM-24, Pt/C JM-27, Ru/C JM-37, Ru/C JM-38 and no catalyst control. Catalysts Cu BASF 0602 * and Cu Clariant T-4874* were used in further reduced form (350° C. in forming gas for 3 hours). Each reaction vessel was pressurized with hydrogen at a target pressure of 55 bar. The reaction vessel was heated to a target temperature of 70°C and shaken for 2 hours, or alternatively, the reaction vessel was heated to a target temperature of 100°C and shaken for 1 hour. After the reaction was complete, shaking was stopped and the reactor was allowed to cool to room temperature.

HMFCA 선택성 및 FFCA 전환율을 계산하였다. 결과는 도 4에 제시된다.HMFCA selectivity and FFCA conversion were calculated. Results are presented in FIG. 4 .

HMFCA, MFA 및 THFDCA, 잔류 FFCA 및 FDCA 양, 및 물질 밸런스의 수율을 계산하였다. 결과는 도 5에 제시된다.Yields of HMFCA, MFA and THFDCA, residual FFCA and FDCA amounts, and mass balance were calculated. Results are presented in FIG. 5 .

실시예 5Example 5

2 mg 및 5 mg의 각각의 Ni, Ru 및 Pd 분말화 촉매를 3:2 (wt/wt) 디옥산:H2O 중 0.02 M FFCA 및 0.38 M FDCA 함유 용액과 함께 별도의 반응 용기에 넣었다. Ni, Ru 및 Pd 분말화 촉매는 Ni JM HTC 500 RP, Pd/C JM-3, Pd/C JM-4, Pd/C JM-5, Ru/C JM-37*, Ru/C JM-38* 및 촉매가 없는 대조군이었다. 촉매 Ru/C JM-37* 및 Ru/C JM-38*을 추가의 환원된 형태 (3시간 동안 형성 기체 중 350℃)로 사용하였다. 별도로, Cu 클라리언트 T-4874 2 mg, 5 mg, 10 mg, 및 15 mg를 별도의 반응 용기에 3:2 (wt/wt) 디옥산:H2O 중 0.02 M FDCA 및 0.38 M FFCA를 함유하는 용액과 함께 넣었다.2 mg and 5 mg of each Ni, Ru and Pd powdered catalyst were placed in a separate reaction vessel together with a solution containing 0.02 M FFCA and 0.38 M FDCA in 3:2 (wt/wt) dioxane:H 2 O. Ni, Ru and Pd powdered catalysts are Ni JM HTC 500 RP, Pd/C JM-3, Pd/C JM-4, Pd/C JM-5, Ru/C JM-37*, Ru/C JM-38 * and no catalyst control. Catalysts Ru/C JM-37* and Ru/C JM-38* were used in further reduced form (350° C. in forming gas for 3 hours). Separately, 2 mg, 5 mg, 10 mg, and 15 mg of Cu Clariant T-4874 were added to a separate reaction vessel containing 0.02 M FDCA and 0.38 M FFCA in 3:2 (wt/wt) dioxane:H 2 O. added with the solution.

Ni, Ru 및 Pd 분말화 촉매 반응을 각각 개별적으로 14 및 35 bar의 수소로 시험하였다. Ni, Ru 및 Pd 분말화 촉매 반응물을 70℃의 표적 온도로 가열하고, 2시간 동안 진탕시키거나, 또는 대안적으로 100℃의 표적 온도로 가열하고, 1시간 동안 진탕시켰다.Ni, Ru and Pd powdering catalytic reactions were tested with hydrogen at 14 and 35 bar, respectively. The Ni, Ru and Pd powdered catalyst reactants were heated to a target temperature of 70°C and agitated for 2 hours, or alternatively heated to a target temperature of 100°C and shaken for 1 hour.

Cu 분말화 촉매 반응을 각각 개별적으로 35 및 55 bar의 수소로 시험하였다. Cu 분말화 반응물을 100℃의 표적 온도로 가열하고, 1시간 동안 진탕시키거나, 또는 대안적으로, 125℃의 표적 온도로 가열하고, 1시간 동안 진탕시켰다.The Cu powdering catalytic reaction was tested with hydrogen at 35 and 55 bar, respectively. The Cu powdering reaction was heated to a target temperature of 100°C and shaken for 1 hour, or alternatively, heated to a target temperature of 125°C and shaken for 1 hour.

각각의 반응이 완료된 후, 진탕을 중단하고, 반응기를 실온으로 냉각시켰다. HMFCA 선택성을 하기와 같이 계산하였다:After each reaction was complete, shaking was stopped and the reactor was cooled to room temperature. HMFCA selectivity was calculated as follows:

Figure 112020010436875-pct00005
Figure 112020010436875-pct00005

결과는 도 6에 제시된다.Results are presented in FIG. 6 .

HMFCA, MFA 및 THFDCA의 수율, 잔류 FFCA 및 FDCA 양, 및 FFCA 및 FDCA의 물질 밸런스를 Ni, Pd 및 Ru 촉매에 대해 계산하였다. 결과는 도 7에 제시된다. 도 7에서, 보다 작은 마커 크기는 분말 촉매가 2 mg으로 로딩된 반응 용기를 나타내고, 보다 큰 마커 크기는 분말 촉매가 5 mg으로 로딩된 반응 용기를 나타낸다.The yields of HMFCA, MFA and THFDCA, the amount of residual FFCA and FDCA, and the mass balance of FFCA and FDCA were calculated for the Ni, Pd and Ru catalysts. Results are presented in FIG. 7 . In FIG. 7, a smaller marker size indicates a reaction vessel loaded with 2 mg of powdered catalyst and a larger marker size indicates a reaction vessel loaded with 5 mg of powdered catalyst.

HMFCA, MFA 및 THFDCA의 수율, 잔류 FFCA 및 FDCA 양, 및 FFCA 및 FDCA의 물질 밸런스를 Cu 촉매에 대해 계산하였다. 결과는 도 8에 제시된다. 도 8에서 가장 작은 마커 크기는 Cu 분말 촉매가 2 mg으로 로딩된 반응 용기를 나타내고, 두번째로 가장 작은 마커 크기는 Cu 분말 촉매가 5 mg으로 로딩된 반응 용기를 나타내고, 세번째로 가장 작은 마커 크기는 Cu 분말 촉매가 10 mg으로 로딩된 반응 용기를 나타내고, 가장 큰 마커 크기는 Cu 분말 촉매가 15 mg으로 로딩된 반응 용기를 나타낸다.The yields of HMFCA, MFA and THFDCA, the amount of residual FFCA and FDCA, and the mass balance of FFCA and FDCA were calculated for the Cu catalyst. Results are presented in FIG. 8 . 8, the smallest marker size represents the reaction vessel loaded with 2 mg of Cu powder catalyst, the second smallest marker size represents the reaction vessel loaded with 5 mg of Cu powder catalyst, and the third smallest marker size The reaction vessel loaded with 10 mg of Cu powder catalyst is shown, and the largest marker size represents the reaction vessel loaded with 15 mg of Cu powder catalyst.

실시예 6Example 6

5 mg의 상이한 분말 촉매를 각각 3:2 (wt/wt) 디옥산:H2O 중 0.020 M FFCA 및 0.38 M FDCA를 함유하는 용액 0.25 ml와 함께 별도의 반응 용기에 넣었다. 분말화 촉매는 Cu T-4874, Pd/C JM-10, 및 Ru/C JM-37*이었다. Ru/C JM-37*를 추가의 환원된 형태 (3시간 동안 형성 기체 중에서 350℃)로 사용하였다. 각각의 반응 용기를 50 psi의 표적 압력에서 수소로 가압하였다. 반응 용기를 실온에서 4시간 동안 진탕시켰다. 반응이 완료된 후, 진탕을 중지하고 촉매 상의 흡수를 확인하였다. FFCA 및 FDCA의 물질 밸런스를 계산하였다. 결과는 표 2에 제시된다.5 mg of different powdered catalysts were each placed in a separate reaction vessel together with 0.25 ml of a solution containing 0.020 M FFCA and 0.38 M FDCA in 3:2 (wt/wt) dioxane:H 2 O. Powdered catalysts were Cu T-4874, Pd/C JM-10, and Ru/C JM-37*. Ru/C JM-37* was used in a further reduced form (350° C. in forming gas for 3 hours). Each reaction vessel was pressurized with hydrogen at a target pressure of 50 psi. The reaction vessel was shaken at room temperature for 4 hours. After the reaction was complete, shaking was stopped and adsorption on the catalyst was checked. The mass balance of FFCA and FDCA was calculated. Results are presented in Table 2.

표 2. Table 2.

Figure 112020010436875-pct00006
Figure 112020010436875-pct00006

실시예 7Example 7

2 mg 또는 5 mg의 Pd/C JM-9 분말 촉매를, 3:2 (wt/wt) 디옥산:H2O 혼합물 중에 제조되었으며 0.020 M FFCA (0.60 mg) 및 0.38 M FDCA (12.0 mg)를 함유하는 용액 0.25 mL과 함께 반응 용기에 넣었다. 반응 용기를 50 psi의 표적 압력에서 수소로 가압하였다. 반응 용기를 50℃의 표적 온도로 가열하고, 4시간 동안 진탕시키거나, 또는 대안적으로 반응 용기를 70℃의 표적 온도로 가열하고, 2시간 동안 진탕시켰다. 반응이 완료된 후, 진탕을 중단하고, 반응기를 실온으로 냉각시켰다. HMF, HMFCA, MFA 및 THFDCA의 수율, 잔류 FFCA 및 FDCA 양, 및 FFCA 및 FDCA의 물질 밸런스를 계산하였다. 결과는 도 9에 제시된다.2 mg or 5 mg of Pd/C JM-9 powder catalyst was prepared in a 3:2 (wt/wt) dioxane:H 2 O mixture containing 0.020 M FFCA (0.60 mg) and 0.38 M FDCA (12.0 mg). into the reaction vessel along with 0.25 mL of the containing solution. The reaction vessel was pressurized with hydrogen at a target pressure of 50 psi. The reaction vessel was heated to a target temperature of 50°C and shaken for 4 hours, or alternatively, the reaction vessel was heated to a target temperature of 70°C and shaken for 2 hours. After the reaction was complete, shaking was stopped and the reactor was allowed to cool to room temperature. The yields of HMF, HMFCA, MFA and THFDCA, the amount of residual FFCA and FDCA, and the mass balance of FFCA and FDCA were calculated. Results are presented in FIG. 9 .

실시예 8Example 8

2 mg 또는 5 mg의 Pd/C JM-10 분말 촉매를, 3:2 (wt/wt) 디옥산:H2O 혼합물 중에 제조되었으며 0.020 M FFCA (0.60 mg) 및 0.38 M FDCA (12.0 mg)를 함유하는 용액 0.25 mL과 함께 반응 용기에 넣었다. 반응 용기를 50 psi의 표적 압력에서 수소로 가압하였다. 반응 용기를 50℃의 표적 온도로 가열하고, 4시간 동안 진탕시키거나, 또는 대안적으로 반응 용기를 70℃의 표적 온도로 가열하고, 2시간 동안 진탕시켰다. 반응이 완료된 후, 진탕을 중단하고, 반응기를 실온으로 냉각시켰다. HMF, HMFCA, MFA 및 THFDCA의 수율, 잔류 FFCA 및 FDCA 양, 및 FFCA 및 FDCA의 물질 밸런스를 계산하였다. 결과는 도 10에 제시된다.2 mg or 5 mg of Pd/C JM-10 powder catalyst was prepared in a 3:2 (wt/wt) dioxane:H 2 O mixture containing 0.020 M FFCA (0.60 mg) and 0.38 M FDCA (12.0 mg). into the reaction vessel along with 0.25 mL of the containing solution. The reaction vessel was pressurized with hydrogen at a target pressure of 50 psi. The reaction vessel was heated to a target temperature of 50°C and shaken for 4 hours, or alternatively, the reaction vessel was heated to a target temperature of 70°C and shaken for 2 hours. After the reaction was complete, shaking was stopped and the reactor was allowed to cool to room temperature. The yields of HMF, HMFCA, MFA and THFDCA, the amount of residual FFCA and FDCA, and the mass balance of FFCA and FDCA were calculated. Results are presented in FIG. 10 .

실시예 9Example 9

2 mg 또는 5 mg의 Ru/C JM-37* 분말 촉매를, 3:2 (wt/wt) 디옥산:H2O 혼합물 중에 제조되었으며 0.020 M FFCA (0.60 mg) 및 0.38 M FDCA (12.0 mg)를 함유하는 용액 0.25 mL과 함께 반응 용기에 넣었다. Ru/C JM-37*를 추가의 환원된 형태 (3시간 동안 형성 기체 중에서 350℃)로 사용하였다. 반응 용기를 50 psi의 표적 압력에서 수소로 가압하였다. 반응 용기를 50℃의 표적 온도로 가열하고, 4시간 동안 진탕시키거나, 또는 대안적으로 반응 용기를 70℃의 표적 온도로 가열하고, 2시간 동안 진탕시켰다. 반응이 완료된 후, 진탕을 중단하고, 반응기를 실온으로 냉각시켰다. HMF, HMFCA, MFA 및 THFDCA의 수율, 잔류 FFCA 및 FDCA 양, 및 FFCA 및 FDCA의 물질 밸런스를 계산하였다. 결과는 도 11에 제시된다.2 mg or 5 mg of Ru/C JM-37* powder catalyst was prepared in a 3:2 (wt/wt) dioxane:H 2 O mixture and 0.020 M FFCA (0.60 mg) and 0.38 M FDCA (12.0 mg) into a reaction vessel with 0.25 mL of a solution containing Ru/C JM-37* was used in a further reduced form (350° C. in forming gas for 3 hours). The reaction vessel was pressurized with hydrogen at a target pressure of 50 psi. The reaction vessel was heated to a target temperature of 50°C and shaken for 4 hours, or alternatively, the reaction vessel was heated to a target temperature of 70°C and shaken for 2 hours. After the reaction was complete, shaking was stopped and the reactor was allowed to cool to room temperature. The yields of HMF, HMFCA, MFA and THFDCA, the amount of residual FFCA and FDCA, and the mass balance of FFCA and FDCA were calculated. Results are presented in FIG. 11 .

실시예 10Example 10

2 mg 또는 5 mg의 Ru/C JM-38* 분말 촉매를, 3:2 (wt/wt) 디옥산:H2O 혼합물 중에 제조되었으며 0.020 M FFCA (0.60 mg) 및 0.38 M FDCA (12.0 mg)를 함유하는 용액 0.25 mL과 함께 반응 용기에 넣었다. Ru/C JM-38*을 추가의 환원된 형태 (3시간 동안 형성 기체 중에서 350℃)로 사용하였다. 반응 용기를 50 psi의 표적 압력에서 수소로 가압하였다. 반응 용기를 50℃의 표적 온도로 가열하고, 4시간 동안 진탕시키거나, 또는 대안적으로 반응 용기를 70℃의 표적 온도로 가열하고, 2시간 동안 진탕시켰다. 반응이 완료된 후, 진탕을 중단하고, 반응기를 실온으로 냉각시켰다. HMF, HMFCA, MFA 및 THFDCA의 수율, 잔류 FFCA 및 FDCA 양, 및 FFCA 및 FDCA의 물질 밸런스를 계산하였다. 결과는 도 12에 제시된다.2 mg or 5 mg of Ru/C JM-38* powdered catalyst was prepared in a 3:2 (wt/wt) dioxane:H 2 O mixture and 0.020 M FFCA (0.60 mg) and 0.38 M FDCA (12.0 mg) into a reaction vessel with 0.25 mL of a solution containing Ru/C JM-38* was used in an additional reduced form (350° C. in forming gas for 3 hours). The reaction vessel was pressurized with hydrogen at a target pressure of 50 psi. The reaction vessel was heated to a target temperature of 50°C and shaken for 4 hours, or alternatively, the reaction vessel was heated to a target temperature of 70°C and shaken for 2 hours. After the reaction was complete, shaking was stopped and the reactor was allowed to cool to room temperature. The yields of HMF, HMFCA, MFA and THFDCA, the amount of residual FFCA and FDCA, and the mass balance of FFCA and FDCA were calculated. Results are presented in FIG. 12 .

V. 결정화 실시예V. Crystallization Examples

결정화된 고체 및 모액 내의 FDCA (및 잔류 HMFCA 및 FFCA)의 순도 (중량% 단위)를 UV 검출 (λ = 254 nm)과 함께 HPLC 분석을 사용하여 결정하였고, 254 nm에서 FDCA, HMFCA 및 FFCA의 흡광도를 FDCA, HMFCA 및 FFCA에 대한 보정 곡선에 대해 상호연관시켰다.The purity (in weight percent) of FDCA (and residual HMFCA and FFCA) in the crystallized solids and mother liquor was determined using HPLC analysis with UV detection (λ = 254 nm), and the absorbance of FDCA, HMFCA and FFCA at 254 nm was correlated against calibration curves for FDCA, HMFCA and FFCA.

실시예 11Example 11

FDCA (4.0 g) 및 HMFCA (0.21 g, FDCA:HMFCA 95:5 wt:wt)를 1,4-디옥산:물 (40.4 g, 80:20 wt:wt) 중에 현탁시켰다. 모든 고체가 용해될 때까지 교반 현탁액을 밀봉된 반응 바이알에서 오일조에서 110 내지 115℃로 가열하였다. 이어서, 가열을 끄고, 혼합물을 2시간에 걸쳐 실온으로 천천히 냉각되도록 하였다. 결정 현탁액을 실온에서 추가로 1시간 동안 교반하였다. 결정을 여과하고, 모액을 수집하였다. 결정을 진공 하에 밤새 건조시켜 FDCA (2.53 g, 63% 수율, 99.42% 순도)를 백색 결정으로서 수득하였다. HPLC 분석에 따르면 HMFCA 0.58 중량%. FDCA (4.0 g) and HMFCA (0.21 g, FDCA:HMFCA 95:5 wt:wt) were suspended in 1,4-dioxane:water (40.4 g, 80:20 wt:wt). The stirred suspension was heated in an oil bath to 110-115° C. in a sealed reaction vial until all solids were dissolved. The heat was then turned off and the mixture was allowed to cool slowly to room temperature over 2 hours. The crystal suspension was stirred for an additional hour at room temperature. The crystals were filtered off and the mother liquor was collected. The crystals were dried under vacuum overnight to give FDCA (2.53 g, 63% yield, 99.42% purity) as white crystals. HMFCA 0.58% by weight according to HPLC analysis.

모액을 감압 하에 증발시키고, 잔류 고체를 진공 하에 밤새 건조시켜, FDCA:HMFCA (1.48 g, 88.6:11.4 wt:wt)를 연황색 고체로서 수득하였다.The mother liquor was evaporated under reduced pressure and the residual solid was dried under vacuum overnight to give FDCA:HMFCA (1.48 g, 88.6:11.4 wt:wt) as a pale yellow solid.

총 질량 회수: 4.01 g (95.2%).Total mass recovery: 4.01 g (95.2%).

실시예 12Example 12

실시예 11로부터의 FDCA (2.47 g, FDCA:HMFCA 99.42:0.58 wt:wt)를 1,4-디옥산:물 (22.3 g, 80:20 wt:wt)중에 현탁시켰다. 모든 고체가 용해될 때까지 교반 현탁액을 밀봉된 반응 바이알에서 오일조에서 120℃로 가열하였다. 이어서, 가열을 끄고, 혼합물을 2시간에 걸쳐 실온으로 천천히 냉각되도록 하였다. 결정 현탁액을 실온에서 추가로 2시간 동안 교반하였다. 결정을 여과하고, 모액을 수집하였다. 결정을 탈염수 (10 mL) 중에서 재슬러리화하고, 여과하였다. 결정을 수집하고, 진공 하에 밤새 건조시켜, FDCA (1.60 g, 65% 수율, > 99.95% 순도)를 백색 결정으로서 수득하였다. HMFCA 양은 HPLC 분석에 따라 검출가능한 수준 미만이었다.FDCA from Example 11 (2.47 g, FDCA:HMFCA 99.42:0.58 wt:wt) was suspended in 1,4-dioxane:water (22.3 g, 80:20 wt:wt). The stirred suspension was heated to 120° C. in an oil bath in a sealed reaction vial until all solids were dissolved. The heat was then turned off and the mixture was allowed to cool slowly to room temperature over 2 hours. The crystal suspension was stirred for an additional 2 hours at room temperature. The crystals were filtered off and the mother liquor was collected. The crystals were reslurried in demineralized water (10 mL) and filtered. The crystals were collected and dried under vacuum overnight to give FDCA (1.60 g, 65% yield, >99.95% purity) as white crystals. The amount of HMFCA was below detectable levels according to HPLC analysis.

모액을 감압 하에 증발시키고, 잔류 고체를 진공 하에 밤새 건조시켜, FDCA:HMFCA (0.71 g, 98.5:1.5 wt:wt)를 미회백색 고체로서 수득하였다.The mother liquor was evaporated under reduced pressure and the residual solid was dried under vacuum overnight to give FDCA:HMFCA (0.71 g, 98.5:1.5 wt:wt) as an off-white solid.

총 질량 회수: 2.31 g (93.5%).Total mass recovery: 2.31 g (93.5%).

실시예 13Example 13

FDCA (4.0 g) 및 HMFCA (0.21 g, FDCA:HMFCA 95:5 wt:wt)를 1,4-디옥산:물 (40.4 g, 60:40 wt:wt) 중에 현탁시켰다. 모든 고체가 용해될 때까지 교반 현탁액을 밀봉된 반응 바이알에서 오일조에서 110 내지 115℃로 가열하였다. 이어서, 가열을 끄고, 혼합물을 2시간에 걸쳐 실온으로 천천히 냉각되도록 하였다. 결정 현탁액을 실온에서 추가로 1시간 동안 교반하였다. 결정을 여과하고, 모액을 수집하였다. 결정을 진공 하에 밤새 건조시켜 FDCA (3.10 g, 78% 수율, 99.56% 순도)를 백색 결정으로서 수득하였다. HMFCA 0.44 중량%, HPLC 분석에 따름.FDCA (4.0 g) and HMFCA (0.21 g, FDCA:HMFCA 95:5 wt:wt) were suspended in 1,4-dioxane:water (40.4 g, 60:40 wt:wt). The stirred suspension was heated in an oil bath to 110-115° C. in a sealed reaction vial until all solids were dissolved. The heat was then turned off and the mixture was allowed to cool slowly to room temperature over 2 hours. The crystal suspension was stirred for an additional hour at room temperature. The crystals were filtered off and the mother liquor was collected. The crystals were dried under vacuum overnight to give FDCA (3.10 g, 78% yield, 99.56% purity) as white crystals. HMFCA 0.44% by weight, according to HPLC analysis.

모액을 감압 하에 증발시키고, 잔류 고체를 진공 하에 밤새 건조시켜, FDCA:HMFCA (0.98 g, 82.2:17.8 wt:wt)를 연황색 고체로서 수득하였다.The mother liquor was evaporated under reduced pressure and the remaining solid was dried under vacuum overnight to give FDCA:HMFCA (0.98 g, 82.2:17.8 wt:wt) as a pale yellow solid.

총 질량 회수, 4.08 g (96.9%).Total mass recovery, 4.08 g (96.9%).

실시예 14Example 14

실시예 13으로부터의 FDCA (3.05 g, FDCA:HMFCA 99.56:0.44 wt:wt)를 1,4-디옥산:물 (27.4 g, 60:40 wt:wt) 중에 현탁시켰다. 모든 고체가 용해될 때까지 교반 현탁액을 밀봉된 반응 바이알에서 오일조에서 120℃로 가열하였다. 이어서, 가열을 끄고, 혼합물을 2시간에 걸쳐 실온으로 천천히 냉각되도록 하였다. 결정 현탁액을 실온에서 추가로 2시간 동안 교반하였다. 결정을 여과하고, 모액을 수집하였다. 결정을 탈염수 (10 mL) 중에서 재슬러리화하고, 여과하였다. 결정을 수집하고, 진공 하에 밤새 건조시켜, FDCA (2.37 g, 78% 수율, > 99.95% 순도)를 백색 결정으로서 수득하였다. HMFCA 양은 HPLC 분석에 따라 검출가능한 수준 미만이었다.FDCA from Example 13 (3.05 g, FDCA:HMFCA 99.56:0.44 wt:wt) was suspended in 1,4-dioxane:water (27.4 g, 60:40 wt:wt). The stirred suspension was heated to 120° C. in an oil bath in a sealed reaction vial until all solids were dissolved. The heat was then turned off and the mixture was allowed to cool slowly to room temperature over 2 hours. The crystal suspension was stirred for an additional 2 hours at room temperature. The crystals were filtered off and the mother liquor was collected. The crystals were reslurried in demineralized water (10 mL) and filtered. The crystals were collected and dried under vacuum overnight to give FDCA (2.37 g, 78% yield, >99.95% purity) as white crystals. The amount of HMFCA was below detectable levels according to HPLC analysis.

모액을 감압 하에 증발시키고, 잔류 고체를 진공 하에 밤새 건조시켜, 미회백색 고체로서 FDCA:HMFCA (0.50 g, 98.0:2.0 wt:wt)를 수득하였다.The mother liquor was evaporated under reduced pressure and the remaining solid was dried under vacuum overnight to give FDCA:HMFCA (0.50 g, 98.0:2.0 wt:wt) as an off-white solid.

총 질량 회수, 2.87 g (94.1%).Total mass recovery, 2.87 g (94.1%).

실시예 15Example 15

FDCA (3.06 g), HMFCA (0.148 g) 및 FFCA (12.9 mg, FDCA:HMFCA:FFCA 95:4.6:0.4 wt:wt:wt)를 1,4-디옥산:물 (29.0 g, 60:40 wt:wt) 중에 현탁시켰다. 모든 고체가 용해될 때까지 교반 현탁액을 밀봉된 반응 바이알에서 오일조에서 120℃로 가열하였다. 이어서, 가열을 끄고, 혼합물을 2시간에 걸쳐 실온으로 천천히 냉각되도록 하였다. 결정 현탁액을 실온에서 추가로 1시간 동안 교반하였다. 결정을 여과하고, 모액을 수집하였다. 결정을 진공 하에 밤새 건조시켜 FDCA (2.42 g, 79% 수율, 99.35% 순도)를 백색 결정으로서 수득하였다. HMFCA 0.34 중량% 및 FFCA 0.31 중량%, HPLC 분석에 따름. FDCA (3.06 g), HMFCA (0.148 g) and FFCA (12.9 mg, FDCA:HMFCA:FFCA 95:4.6:0.4 wt:wt:wt) were mixed with 1,4-dioxane:water (29.0 g, 60:40 wt :wt). The stirred suspension was heated to 120° C. in an oil bath in a sealed reaction vial until all solids were dissolved. The heat was then turned off and the mixture was allowed to cool slowly to room temperature over 2 hours. The crystal suspension was stirred for an additional hour at room temperature. The crystals were filtered off and the mother liquor was collected. The crystals were dried under vacuum overnight to give FDCA (2.42 g, 79% yield, 99.35% purity) as white crystals. 0.34 wt% HMFCA and 0.31 wt% FFCA, according to HPLC analysis.

모액을 감압 하에 증발시키고, 잔류 고체를 진공 하에 밤새 건조시켜, FDCA:HMFCA:FFCA (0.64 g, 81.5:17.8:0.7: wt:wt:wt)를 연황색 고체로서 수득하였다.The mother liquor was evaporated under reduced pressure and the remaining solid was dried under vacuum overnight to give FDCA:HMFCA:FFCA (0.64 g, 81.5:17.8:0.7: wt:wt:wt) as a pale yellow solid.

총 질량 회수, 3.06 g (94.8%).Total mass recovery, 3.06 g (94.8%).

실시예 16Example 16

실시예 15로부터의 FDCA (2.27 g, FDCA:HMFCA:FFCA 99.35:0.34:0.31 wt:wt:wt)를 1,4-디옥산:물 (20.5 g, 60:40 wt:wt)에 현탁시켰다. 모든 고체가 용해될 때까지 교반 현탁액을 밀봉된 반응 바이알에서 오일조에서 120℃로 가열하였다. 이어서, 가열을 끄고, 혼합물을 2시간에 걸쳐 실온으로 천천히 냉각되도록 하였다. 결정 현탁액을 실온에서 추가로 2시간 동안 교반하였다. 결정을 여과하고, 모액을 수집하였다. 결정을 진공하에 밤새 건조시켜, FDCA (1.78 g, 78% 수율, 99.75% 순도)를 백색 결정으로서 수득하였다. HMFCA 0.08 중량% 및 FFCA 0.17 중량%, HPLC 분석에 따름. FDCA from Example 15 (2.27 g, FDCA:HMFCA:FFCA 99.35:0.34:0.31 wt:wt:wt) was suspended in 1,4-dioxane:water (20.5 g, 60:40 wt:wt). The stirred suspension was heated to 120° C. in an oil bath in a sealed reaction vial until all solids were dissolved. The heat was then turned off and the mixture was allowed to cool slowly to room temperature over 2 hours. The crystal suspension was stirred for an additional 2 hours at room temperature. The crystals were filtered off and the mother liquor was collected. The crystals were dried under vacuum overnight to give FDCA (1.78 g, 78% yield, 99.75% purity) as white crystals. 0.08% by weight HMFCA and 0.17% by weight FFCA according to HPLC analysis.

모액을 감압 하에 증발시키고, 잔류 고체를 진공 하에 밤새 건조시켜, 미회백색 고체로서 FDCA:HMFCA:FFCA (0.38 g, 97.6:1.6:0.8 wt:wt:wt)를 수득하였다.The mother liquor was evaporated under reduced pressure and the remaining solid was dried under vacuum overnight to give FDCA:HMFCA:FFCA (0.38 g, 97.6:1.6:0.8 wt:wt:wt) as an off-white solid.

총 질량 회수, 2.16 g (95.2%).Total mass recovery, 2.16 g (95.2%).

실시예 17Example 17

실시예 16으로부터의 FDCA (1.70 g, FDCA:HMFCA:FFCA 99.75:0.08:0.17 wt:wt:wt)를 1,4-디옥산:물 (15.3 g, 60:40 wt:wt)에 현탁시켰다. 모든 고체가 용해될 때까지 교반 현탁액을 밀봉된 반응 바이알에서 오일조에서 120℃로 가열하였다. 이어서, 가열을 끄고, 혼합물을 2시간에 걸쳐 실온으로 천천히 냉각되도록 하였다. 결정 현탁액을 실온에서 추가로 1시간 동안 교반하였다. 결정을 여과하고, 모액을 수집하였다. 결정을 탈염수 (10 mL) 중에서 재슬러리화하고, 여과하였다. 결정을 수집하고, 진공 하에 밤새 건조시켜, FDCA (1.29 g, 76% 수율, 99.91% 순도)를 백색 결정으로서 수득하였다. FFCA 0.09 중량% 및 HPLC에 따라 검출가능한 수준 미만의 HMFCA.FDCA from Example 16 (1.70 g, FDCA:HMFCA:FFCA 99.75:0.08:0.17 wt:wt:wt) was suspended in 1,4-dioxane:water (15.3 g, 60:40 wt:wt). The stirred suspension was heated to 120° C. in an oil bath in a sealed reaction vial until all solids were dissolved. The heat was then turned off and the mixture was allowed to cool slowly to room temperature over 2 hours. The crystal suspension was stirred for an additional hour at room temperature. The crystals were filtered off and the mother liquor was collected. The crystals were reslurried in demineralized water (10 mL) and filtered. The crystals were collected and dried under vacuum overnight to give FDCA (1.29 g, 76% yield, 99.91% purity) as white crystals. FFCA 0.09% by weight and HMFCA below detectable levels according to HPLC.

모액을 감압 하에 증발시키고, 잔류 고체를 진공 하에 밤새 건조시켜, FDCA:HMFCA:FFCA (0.27 g, 99.4:0.1:0.5 wt:wt:wt)를 백색 고체로서 수득하였다.The mother liquor was evaporated under reduced pressure and the remaining solid was dried under vacuum overnight to give FDCA:HMFCA:FFCA (0.27 g, 99.4:0.1:0.5 wt:wt:wt) as a white solid.

총 질량 회수, 1.56 g (91.8%).Total mass recovery, 1.56 g (91.8%).

VI. 불균질 산화 촉매 실시예VI. Heterogeneous Oxidation Catalyst Examples

실시예 18Example 18

다양한 고체 지지체 상의 Pt/Bi의 제조Preparation of Pt/Bi on various solid supports

먼저, Bi(NO3)3·5H2O (43 중량% Bi) 및 탈이온수 중 Pt(NO3)x(14.5 중량% Pt)의 용액을 혼합함으로써 금속 전구체 용액을 제조하여 표 3에 나타낸 다양한 Pt-Bi 비를 수득하였다. 예를 들어, 표 3의 실시예 1에서 촉매를 형성하는데 사용되는 금속 전구체 용액을 제조하기 위해, Bi(NO3)3·5H2O 0.35 g을 탈이온수 3.0 mL 중 Pt(NO3)x용액 2.05 mL과 혼합하였다. 상기 용액을 사용하여 ZrO2(생 고뱅 (Saint Gobain), BET 비표면적 40 m2/g, 입자 크기 75 내지 150 μm), ZrO2-TiO2 (40 중량% TiO2, 생 고뱅 SZ 39140, BET 비표면적 80 m2/g, 입자 크기 75 내지 150 μm), TiO2(생 고뱅 ST 31119, BET 비표면적 40 m2/g, 입자 크기 75 내지 150 μm), 또는 탄화규소 (SiCat, BET 비표면적 25 m2/g, 입자 크기 150 내지 250 μm) 지지체에 함침시켰다. 함침 후, 물질을 120℃에서 3시간 동안 건조시킨 다음, 형성 기체 (N2 중 5% H2)의 유동 하에 350℃에서 3시간 동안 환원시켰다.First, a metal precursor solution was prepared by mixing a solution of Bi(NO 3 ) 3 5H 2 O (43 wt% Bi) and Pt(NO 3 ) x (14.5 wt% Pt) in deionized water to prepare various solutions shown in Table 3. The Pt-Bi ratio was obtained. For example, to prepare the metal precursor solution used to form the catalyst in Example 1 of Table 3, 0.35 g of Bi(NO 3 ) 3 5H 2 O was dissolved in a Pt(NO 3 ) x solution in 3.0 mL of deionized water. Mixed with 2.05 mL. ZrO 2 (Saint Gobain, BET specific surface area 40 m 2 /g, particle size 75 to 150 μm), ZrO 2 -TiO 2 (40 wt% TiO 2 , Saint-Gobain SZ 39140, BET) using the above solution Specific surface area 80 m 2 /g, particle size 75 to 150 μm), TiO 2 (Saint-Gobain ST 31119, BET specific surface area 40 m 2 /g, particle size 75 to 150 μm), or silicon carbide (SiCat, BET specific surface area 25 m 2 /g, particle size 150 to 250 μm) support was impregnated. After impregnation, the material was dried at 120° C. for 3 hours and then reduced at 350° C. for 3 hours under a flow of forming gas (5% H 2 in N 2 ).

실시예 19Example 19

다양한 고체 지지체 상의 Pt/Te의 제조Preparation of Pt/Te on various solid supports

먼저, Te(OH)6 (55.6중량% Te) 및 탈이온수 중 Pt(NO3)x (14.5 중량% Pt)의 용액을 혼합함으로써 금속 전구체 용액을 제조하여 표 3에 나타낸 다양한 Pt-Te 비를 얻었다. 이 용액을 사용하여 ZrO2(생 고뱅, BET 비표면적 40 m2/g, 입자 크기 75 내지 150 μm), ZrO2-TiO2(40 중량% TiO2, 생 고뱅 SZ 39140, BET 비표면적 80 m2/g, 입자 크기 75 내지 150 μm), TiO2(생 고뱅 ST 31119, BET 비표면적 40 m2/g, 입자 크기 75 내지 150 μm), 또는 탄화규소 (SiCat, BET 비표면적 25 m2/g, 입자 크기 150 내지 250 μm) 지지체에 함침시켰다. 함침 후, 물질을 120℃에서 3시간 동안 건조시키고, 이어서 350℃에서 3시간 동안 형성 기체 (N2 중 5% H2)의 유동 하에 환원시켰다.First, a metal precursor solution was prepared by mixing a solution of Te(OH) 6 (55.6 wt% Te) and Pt(NO 3 ) x (14.5 wt% Pt) in deionized water to obtain various Pt-Te ratios shown in Table 3. got it ZrO 2 (Saint-Gobain, BET specific surface area 40 m 2 /g, particle size 75 to 150 μm), ZrO 2 -TiO 2 (40 wt% TiO 2 , Saint-Gobain SZ 39140, BET specific surface area 80 m) 2 /g, particle size 75 to 150 μm), TiO 2 (Saint-Gobain ST 31119, BET specific surface area 40 m 2 /g, particle size 75 to 150 μm), or silicon carbide (SiCat, BET specific surface area 25 m 2 /g g, particle size 150 to 250 μm) was impregnated into the support. After impregnation, the material was dried at 120° C. for 3 hours and then reduced under a flow of forming gas (5% H 2 in N 2 ) at 350° C. for 3 hours.

실시예 20Example 20

다양한 고체 지지체 상의 Pt/Sn의 제조Preparation of Pt/Sn on various solid supports

먼저, 탈이온수 중 Sn(옥살레이트)/과산화수소/시트르산 (10.2 중량% Sn) 및 PtONO3 (62.5 중량% Pt)의 용액을 혼합함으로써 금속 전구체 용액을 제조하여 표 3에 나타낸 다양한 Pt-Sn 비를 수득하였다. 이 용액을 사용하여 ZrO2(생 고뱅, BET 비표면적 40 m2/g, 입자 크기 75 내지 150 μm), ZrO2-TiO2(생 고뱅 40 중량% TiO2, SZ 39140, BET 비표면적 80 m2/g, 입자 크기 75 내지 150 μm), TiO2(생 고뱅 ST 31119, BET 비표면적 40 m2/g, 입자 크기 75 내지 150 μm), 또는 탄화규소 (SiCat, BET 비표면적 25 m2/g, 입자 크기 150 내지 250 μm) 지지체에 함침시켰다. 함침 후, 물질을 120℃에서 3시간 동안 건조시킨 후, 형성 기체 (N2 중 5% H2)의 유동 하에 350℃에서 3시간 동안 환원시켰다.First, metal precursor solutions were prepared by mixing solutions of Sn(oxalate)/hydrogen peroxide/citric acid (10.2 wt% Sn) and PtONO 3 (62.5 wt% Pt) in deionized water to obtain various Pt-Sn ratios shown in Table 3. obtained. ZrO 2 (Saint-Gobain, BET specific surface area 40 m 2 /g, particle size 75 to 150 μm), ZrO 2 -TiO 2 (Saint-Gobain 40% by weight TiO 2 , SZ 39140, BET specific surface area 80 m) 2 /g, particle size 75 to 150 μm), TiO 2 (Saint-Gobain ST 31119, BET specific surface area 40 m 2 /g, particle size 75 to 150 μm), or silicon carbide (SiCat, BET specific surface area 25 m 2 /g g, particle size 150 to 250 μm) was impregnated into the support. After impregnation, the material was dried at 120° C. for 3 hours and then reduced at 350° C. for 3 hours under a flow of forming gas (5% H 2 in N 2 ).

실시예 21Example 21

FDCA 경로 생성물의 촉매 성능 검정 및 제조Catalytic performance assay and preparation of FDCA pathway products

고압 고처리량 반응기 내에 위치한 96-웰 삽입물 내에 하우징된 1 mL 유리 바이알 내에서 촉매 시험을 수행하였다. 문헌 [Diamond, G. M., Murphy, V., Boussie, T. R., in Modern Applications of High Throughput R&D in Heterogeneous Catalysis, (eds, Hagemeyer, A. and Volpe, A. Jr. Bentham Science Publishers 2014, Chapter 8, 299-309)]를 참조한다; US 8,669,397을 또한 참조하고, 이는 둘 다 그의 전문이 본원에 참조로 명백하게 포함된다. 10 mg의 각각의 분말 촉매를 0.5 M 5-히드록시메틸푸르푸랄 (HMF) (6.0 중량%)을 함유하는 3:2 (wt/wt) 디옥산:H2O 혼합물로 제조된 용액 0.25 mL과 함께 반응기에 넣었다. 삽입물 내의 1 ml 반응 바이알을 각각 테플론 시트, 규소 매트 및 강철 기체 확산 플레이트 (각각 기체 도입을 가능하게 하는 핀-홀을 함유함)로 덮었다. 삽입물을 압력 용기 내에 넣고, 이를 질소 압력 하에 누출 시험하였다. 이어서, 반응기 내의 분위기를 200 psig의 표적 압력에서 산소로 대체하고, 반응기를 120℃의 표적 온도로 가열하고, 이어서 800 rpm에서 120분 동안 진탕시켰다. 반응이 완료된 후, 진탕을 중단하고, 반응기를 실온으로 냉각시켰다. 샘플을 디메틸 술폭시드 (DMSO) 및 H2O로 희석한 후 각각의 반응기로부터 샘플링하여 HPLC 분석을 위해 샘플을 준비하였다. 반응 생성물은 5-히드록시메틸푸란카르복실산 (HMFCA), 2,5-푸란디카르복스알데히드 (DFF), 5-포르밀푸란-3-카르복실산 (FFCA) 및 2,5-푸란디카르복실산 (FDCA)이었다. 각각의 상기 생성물 뿐만 아니라 잔류 HMF를 보정 표준에 대한 상대 검출기 반응에 대한 상대 농도를 플롯팅하고 포물선형 발현에 대한 핏팅을 수행함으로써 각각의 분석물에 대한 보정 곡선을 통해 정량하였다. 물질 밸런스 (MB)는 잔류 HMF (표 3에 나타내지 않음), FFCA, 및 FDCA 경로 생성물의 합이다. 결과는 표 3에 제시된다.Catalyst tests were performed in 1 mL glass vials housed in 96-well inserts placed within high-pressure high-throughput reactors. Diamond, GM, Murphy, V., Boussie, TR, in Modern Applications of High Throughput R&D in Heterogeneous Catalysis, (eds, Hagemeyer, A. and Volpe, A. Jr. Bentham Science Publishers 2014, Chapter 8, 299- 309); See also US 8,669,397, both of which are expressly incorporated herein by reference in their entirety. 10 mg of each powder catalyst was mixed with 0.25 mL of a solution prepared in a 3:2 (wt/wt) dioxane:H 2 O mixture containing 0.5 M 5-hydroxymethylfurfural (HMF) (6.0% by weight). into the reactor together. The 1 ml reaction vials in the inserts were each covered with a Teflon sheet, a silicon mat and a steel gas diffusion plate (each containing pin-holes to allow gas introduction). The insert was placed in a pressure vessel and it was leak tested under nitrogen pressure. The atmosphere in the reactor was then replaced with oxygen at a target pressure of 200 psig, and the reactor was heated to a target temperature of 120° C., followed by shaking at 800 rpm for 120 minutes. After the reaction was complete, shaking was stopped and the reactor was allowed to cool to room temperature. Samples were prepared for HPLC analysis by sampling from each reactor after diluting with dimethyl sulfoxide (DMSO) and H 2 O. The reaction products are 5-hydroxymethylfurancarboxylic acid (HMFCA), 2,5-furandicarboxaldehyde (DFF), 5-formylfuran-3-carboxylic acid (FFCA) and 2,5-furandica It was carboxylic acid (FDCA). Each of these products as well as residual HMF was quantified via calibration curves for each analyte by plotting the relative concentrations against the relative detector response against calibration standards and fitting for parabolic expression. The mass balance (MB) is the sum of residual HMF (not shown in Table 3), FFCA, and FDCA pathway products. Results are presented in Table 3.

표 3. 촉매 조성 및 HMF의 산화에서의 성능Table 3. Catalyst composition and performance in oxidation of HMF

Figure 112020010436875-pct00007
Figure 112020010436875-pct00007

실시예 22Example 22

다양한 Bi/Pt 비 고체 지지체의 성능Performance of various Bi/Pt non-solid supports

카본 블랙, 지르코니아 및 몬모릴로나이트 지지체 상의 다양한 비의 Bi/Pt를 사용하는 HMF에서 FDCA로의 산화를 수행하였다. 4종의 지지체를 사용하였다: 시드 리차드슨 SC159 (카본 블랙), 오리온 아스페르스 5-183A (카본 블랙), 지르코니아 Z1247, 및 몬모릴로나이트 KA-160. 모든 지지체를 그의 상응하는 압출물로부터 약 75 내지 150 μm로 파쇄 및 체질하였다. 고체 지지체의 단일 고정 공-함침을 2.0 M HNO3 중 PtONO3+Bi(NO3)3로 수행한 후, 이어서 건조시키고, 350℃에서 3시간 동안 형성 기체 환원을 수행하였다. 단일 고정 공-함침은 3 중량% Pt, 및 0.033, 0.1, 0.2, 0.33 및 0.5 (대조군 제외)의 Bi/Pt 비에 상응하는 0 중량%, 0.1 중량%, 0.3 중량%, 0.6 중량%, 1 중량% 및 1.5 중량%의 Bi를 사용하여 수행하거나, 또는 2 중량% Pt, 및 0.05, 0.15, 0.3 및 0.5의 Bi/Pt 비에 상응하는 0.1 중량%, 0.3 중량%, 0.6 중량% 및 1 중량% Bi를 사용하여 수행하였다. 5 또는 10 mg의 촉매를 60 중량% 디옥산/40 중량% H2O 중 기질 6.0 중량% (0.50M) HMF의 0.25 mL와의 반응에 사용하였다. 반응을 125℃에서 2시간 동안 및 800 rpm으로 200 psi O2 (RT)를 사용하여 반응기에서 수행하였다. 결과를 도 13-20에 제시한다.Oxidation to FDCA in HMF using various ratios of Bi/Pt on carbon black, zirconia and montmorillonite supports was performed. Four supports were used: Sid Richardson SC159 (carbon black), Orion Asperth 5-183A (carbon black), Zirconia Z1247, and Montmorillonite KA-160. All supports were crushed and sieved to about 75-150 μm from their corresponding extrudates. A single fixed co-impregnation of the solid support was performed with PtONO 3 +Bi(NO 3 ) 3 in 2.0 M HNO 3 followed by drying and forming gas reduction at 350° C. for 3 h. A single anchoring co-impregnation contained 3 wt% Pt and 0 wt%, 0.1 wt%, 0.3 wt%, 0.6 wt%, 1 wt%, corresponding to Bi/Pt ratios of 0.033, 0.1, 0.2, 0.33 and 0.5 (except control). and 1.5 wt% Bi, or 2 wt% Pt, and 0.1 wt%, 0.3 wt%, 0.6 wt% and 1 wt% corresponding to Bi/Pt ratios of 0.05, 0.15, 0.3 and 0.5. It was performed using % Bi. 5 or 10 mg of catalyst was used for reaction with 0.25 mL of substrate 6.0 wt% (0.50M) HMF in 60 wt% dioxane/40 wt% H 2 O. The reaction was performed in a reactor at 125° C. for 2 hours and 800 rpm using 200 psi O 2 (RT). The results are presented in Figures 13-20.

실시예 23Example 23

다양한 티타니아 지지체 상에서의 Bi/Pt의 성능Performance of Bi/Pt on various titania supports

다양한 티타니아 지지체 상에서 Pt 및 Bi/Pt 촉매를 사용하는 HMF에서 FDCA로의 산화를 수행하였다. 12종의 분말 티타니아 지지체를 사용하였다: 생 고뱅 노르프로 ST61120, ST31119 및 ST39119 (여기서, ST31119 및 ST39119는 동일한 티타니아 지지체이지만, 상이한 형상을 가짐); 수드-케미 T-2809 Ti-211 및 T-2809 Ti-411; 크리스탈 글로벌 ACTiV DT-S10, DT-51, DT-52, DT-58, DT-W5 (초미세 분말의 형태); 및 홈비캐트, 데구사 P25 (초미세 분말의 형태). 3종의 금속 및/또는 촉진제 로딩을 제조하였다: 3.0 중량%의 Pt, 0.30 중량%의 Bi + 3.0 중량%의 Pt, 및 0.60 중량%의 Bi + 3.0 중량%의 Pt. 고체 지지체의 단일 고정 공-함침을 3.0 중량% Pt 로딩의 경우에는 PtONO3, 0.30 중량% Bi + 3.0 중량% Pt 로딩의 경우에는 Bi(NO3)3 + PtONO3, 0.60 중량% Bi + 3.0 중량% Pt 로딩의 경우에는 1.0M HNO3 중 Bi(NO3)3 + PtONO3로 수행하고, 이어서 120℃에서 2시간 동안 건조시키고, 350℃에서 3시간 동안 형성 기체 환원을 수행하였다. 8.0 mg의 촉매를 60 중량% 디옥산/40 중량% H2O 중 6.0 중량% (0.50 M) HMF의 기질 0.25 mL과 반응에 사용하였다. 반응은 200 psi O2(RT)에서 125℃에서 2시간 동안 800 rpm에서 수행하였다. 결과를 도 21-28에 제시한다.Oxidation of HMF to FDCA using Pt and Bi/Pt catalysts was performed on various titania supports. Twelve powdered titania supports were used: Saint-Gobain Norpro ST61120, ST31119 and ST39119, where ST31119 and ST39119 are the same titania support, but with different shapes; Sud-Chemie T-2809 Ti-211 and T-2809 Ti-411; Crystal Global ACTiV DT-S10, DT-51, DT-52, DT-58, DT-W5 (in the form of ultra-fine powder); and Hombicat, Degussa P25 (in the form of an ultrafine powder). Three metal and/or promoter loadings were prepared: 3.0 wt% Pt, 0.30 wt% Bi + 3.0 wt% Pt, and 0.60 wt% Bi + 3.0 wt% Pt. A single fixed co-impregnation of the solid support consisted of PtONO 3 for 3.0 wt% Pt loading, 0.30 wt% Bi + Bi(NO 3 ) 3 + PtONO 3 for 3.0 wt% Pt loading, 0.60 wt% Bi + 3.0 wt%. For % Pt loading, Bi(NO 3 ) 3 + PtONO 3 in 1.0M HNO 3 was followed by drying at 120° C. for 2 h and forming gas reduction at 350° C. for 3 h. 8.0 mg of the catalyst was used to react with 0.25 mL of a substrate of 6.0 wt% (0.50 M) HMF in 60 wt% dioxane/40 wt% H 2 O. The reaction was performed at 800 rpm for 2 hours at 125° C. at 200 psi O 2 (RT). The results are presented in Figures 21-28.

실시예 24Example 24

다양한 지르코니아 지지체 상의 Bi/Pt의 성능Performance of Bi/Pt on various zirconia supports

다양한 지르코니아 지지체 상의 Pt 및 Bi/Pt 촉매를 이용하는 HMF에서 FDCA로의 산화를 수행하였다. 6종의 분말 지르코니아 지지체를 사용하였다: 생 고뱅 노르프로 SZ-1247 및 SZ-39140(Ti); 다이이치 키겐소 카가쿠 코교 Z-2962(W), Z-2087(W) 및 Z-1044(W); 및 사내 제조된 EG143-59/61-1 (W) (모르간 파르 & 엘리프 구르부즈). 3종의 금속 및/또는 촉진제 로딩을 제조하였다: 3.0 중량%의 Pt, 0.30 중량%의 Bi + 3.0 중량%의 Pt, 및 0.60 중량%의 Bi + 3.0 중량%의 Pt. 고체 지지체의 단일 고정 공-함침을 3.0 중량% Pt 로딩의 경우에는 PtONO3, 0.30 중량% Bi + 3.0 중량% Pt 로딩의 경우에는 Bi(NO3)3 + PtONO3, 0.60 중량% Bi + 3.0 중량% Pt 로딩의 경우에는 1.0M HNO3 중 Bi(NO3)3 + PtONO3로 수행하고, 이어서 120℃에서 2시간 동안 건조시키고, 350℃에서 3시간 동안 형성 기체 환원을 수행하였다. 8.0 mg의 촉매를 60 중량% 디옥산/40 중량% H2O 중 6.0 중량% (0.50 M) HMF의 기질 0.25 mL과 반응에 사용하였다. 반응은 200 psi O2(RT)에서 125℃에서 2시간 동안 800 rpm에서 수행하였다. 결과를 도 29-36에 제시한다.Oxidation of HMF to FDCA using Pt and Bi/Pt catalysts on various zirconia supports was performed. Six powdered zirconia supports were used: Saint-Gobain Norpro SZ-1247 and SZ-39140 (Ti); Daiichi Kigenso Kagaku Kogyo Z-2962 (W), Z-2087 (W) and Z-1044 (W); and EG143-59/61-1 (W) manufactured in-house (Morgan Parr & Elif Gurbuzz). Three metal and/or promoter loadings were prepared: 3.0 wt% Pt, 0.30 wt% Bi + 3.0 wt% Pt, and 0.60 wt% Bi + 3.0 wt% Pt. A single fixed co-impregnation of the solid support consisted of PtONO 3 for 3.0 wt% Pt loading, 0.30 wt% Bi + Bi(NO 3 ) 3 + PtONO 3 for 3.0 wt% Pt loading, 0.60 wt% Bi + 3.0 wt%. For % Pt loading, Bi(NO 3 ) 3 + PtONO 3 in 1.0M HNO 3 was followed by drying at 120° C. for 2 h and forming gas reduction at 350° C. for 3 h. 8.0 mg of the catalyst was used to react with 0.25 mL of a substrate of 6.0 wt% (0.50 M) HMF in 60 wt% dioxane/40 wt% H 2 O. The reaction was performed at 800 rpm for 2 hours at 125° C. at 200 psi O 2 (RT). The results are presented in Figures 29-36.

실시예 25Example 25

높은 Bi 로딩의 티타니아 및 지르코니아 지지체 상의 Bi/Pt의 성능Performance of Bi/Pt on high Bi loading titania and zirconia supports

다양한 텅스텐화 티타니아 및 지르코니아 지지체 상에서 Pt 및 Bi/Pt 촉매를 사용하는 HMF에서 FDCA로의 산화를 수행하였다. 사용된 티타니아 지지체는 하기와 같다: 생 고뱅 노르프로 ST31119, 크리스탈 액티브 DT-51D, 및 크리스탈 액티브 DT-52, 10 중량% WO3 함유. 사용된 지르코니아 지지체는 하기와 같다: 생 고뱅 노르프로 61143, 17 중량% WO3 함유, 정방 예컨대 61143, 9 중량% WO3 함유, 단사정계, 5 중량% WO3 함유, Zr(OH)4, 8 중량% TiO 및 29 중량% WO3 함유 및 Zr(OH)4, 9 중량% TiO2 함유; DKKK Z-1581, 10 중량% WO3 함유, Z-2944, 20 중량% TiO 및 25 중량% WO3 함유; MEL Cat Zr(OH)4 XZO2628/01, 10 중량% WO3 함유; 및 니아콜 ZrO2(AC) & 주소플라스트 WE-8 (모르간 파르)의 10% 결합제를 함유하는 XZO2628/01로부터 사내 제조된 MP140-28-2, 9 중량% W O3 함유. 3 중량% Pt를 0.30 중량% Bi, 0.60 중량% Bi, 1.0 중량% Bi 또는 1.5 중량% Bi와 로딩하였다. 지지체를 공기 중에서 3시간 동안 600℃에서 또는 공기 중에서 3시간 동안 800℃에서 처리하였다. 1.0 M HNO3 중 Bi (NO3)3 + PtONO3를 사용하여 고체 지지체의 단일 고정 공-함침을 수행한 후, 120℃에서 2시간 동안의 건조 및 350℃/3시간 형성 기체 환원을 수행하였다. BiPt/ZrO2 (17 중량% WO3) SZ61143로 형성된 촉매 상에서 촉매의 형성 기체 환원을 수행한 수 추가로 400℃에서 2시간 동안 공기 소성을 수행하였다. 이론에 얽매이진 않지만, 추가적인 2시간 동안의 400℃에서의 공기 소성은 일부 환원된 Win 지지체를 WO3로 다시 산화시킬 수 있다. 8.0 mg의 촉매를 60 중량% 디옥산/40 중량% H2O 중 6.0 중량% (0.50M) HMF의 0.25 mL의 기질과 반응에 사용하였다. 125℃에서 2시간 동안 800 rpm에서 200 psi O2 (RT)에서 반응을 수행하였다. 결과는 도 37-44에 제시된다.Oxidation of HMF to FDCA using Pt and Bi/Pt catalysts was performed on various tungstated titania and zirconia supports. The titania supports used were: Saint-Gobain Norpro ST31119, Crystal Active DT-51D, and Crystal Active DT-52, containing 10% WO 3 by weight. The zirconia supports used were: Saint-Gobain Norpro 61143, containing 17 wt % WO 3 , tetragonal such as 61143, containing 9 wt % WO 3 , monoclinic, containing 5 wt % WO 3 , Zr(OH) 4 , 8 containing 29 wt% TiO and 29 wt% WO 3 and Zr(OH) 4 , containing 9 wt% TiO 2 ; DKKK Z-1581, containing 10 wt% WO 3 , Z-2944, containing 20 wt% TiO and 25 wt% WO 3 ; MEL Cat Zr(OH) 4 XZO2628/01 with 10% by weight of WO 3 ; and MP140-28-2 prepared in-house from XZO2628/01 with 10% binder of Niacol ZrO 2 (AC) & Jusoplast WE-8 (Morgan Parr), containing 9 wt % WO 3 . 3 wt% Pt was loaded with 0.30 wt% Bi, 0.60 wt% Bi, 1.0 wt% Bi or 1.5 wt% Bi. The supports were treated at 600° C. for 3 hours in air or at 800° C. for 3 hours in air. A single fixed co-impregnation of the solid support was performed using Bi( NO 3 ) 3 + PtONO 3 in 1.0 M HNO 3 followed by drying at 120° C. for 2 h and forming gas reduction at 350° C./3 h. . On a catalyst formed of BiPt/ZrO 2 (17 wt % WO 3 ) SZ61143, the catalyst was subjected to gas reduction, followed by air firing at 400° C. for 2 hours. Without being bound by theory, air calcination at 400° C. for an additional 2 hours can oxidize the partially reduced Win support back to WO 3 . 8.0 mg of the catalyst was used to react with 0.25 mL of substrate of 60 wt % dioxane/6.0 wt % (0.50 M) HMF in 40 wt % H 2 O. Reactions were performed at 200 psi O 2 (RT) at 800 rpm for 2 hours at 125 °C. Results are presented in Figures 37-44.

실시예 26Example 26

지르코니아 지지체 상의 Pt와의 고정층 반응Fixed bed reaction with Pt on zirconia support

지르코니아 지지체 상의 Pt 촉매를 사용하는 HMF에서 FDCA로의 고정층 산화 반응을 1/4 인치 반응기에서 수행하였다. 촉매는 1/4 인치 OD SS 튜빙에서 23cm 층 길이의 3.0 중량% Pt/ZrO2 1247 (75-150 μm) 4.2 g을 포함하였다. PtONO3를 사용하여 단일 고정 함침으로부터 촉매를 제조한 후, 350℃에서 3시간 동안 형성 기체 환원을 수행하였다. ZrO2 1247 지지체는 취약성이고, 촉매 합성은 목적하는 지지체 크기 범위에서 물질의 35% 손실을 초래한다. 반응은 반응기에서 125℃ 및 1000 psig에서 0.80 mL/분의 초기 속도로 116 sccm 5% O2/95% N2 (2:1 O2/HMF 몰비), 174 sccm 5% O2/95% N2 (3:1 O2/HMF 몰비), 232 sccm 5% O2/95% N2 (4:1 O2/HMF 몰비)로 수행하였다. 60 중량% 디옥산/40 중량% H2O 중 2.0 중량% (0.17M) HMF의 기질. ZrO2 지지체의 짧은 촉매 층 길이로 인해 단지 반응기의 하부 절반만이 가열되었다. 촉매는 낮은 활성 및 매우 높은 초기 Pt 침출을 나타내었다. 결과는 도 45-47에 제시된다.A fixed-bed oxidation reaction of HMF to FDCA using a Pt catalyst on a zirconia support was performed in a quarter inch reactor. The catalyst comprised 4.2 g of 3.0 wt % Pt/ZrO 2 1247 (75-150 μm) in a 23 cm bed length in 1/4 inch OD SS tubing. After preparing the catalyst from a single fixed impregnation with PtONO 3 , forming gas reduction was performed at 350° C. for 3 h. The ZrO 2 1247 support is brittle, and catalyst synthesis results in a 35% loss of material in the desired support size range. The reaction was 116 sccm 5% O 2 /95% N 2 (2:1 O 2 /HMF molar ratio), 174 sccm 5% O 2 /95% N in the reactor at 125° C. and 1000 psig at an initial rate of 0.80 mL/min. 2 (3:1 O 2 /HMF molar ratio), 232 sccm 5% O 2 /95% N 2 (4:1 O 2 /HMF molar ratio). Substrate of 2.0 wt % (0.17 M) HMF in 60 wt % dioxane/40 wt % H 2 O. Only the lower half of the reactor was heated due to the short catalyst bed length of the ZrO 2 support. The catalyst showed low activity and very high initial Pt leaching. Results are presented in Figures 45-47.

실시예 27Example 27

지르코니아 지지체 상의 Bi/Pt와의 고정층 반응Fixed bed reaction with Bi/Pt on zirconia support

지르코니아 지지체 상의 Bi/Pt 촉매를 사용하는 HMF에서 FDCA로의 고정층 산화 반응을 1/4 인치 반응기에서 수행하였다. 촉매는 1/4 인치 OD SS 튜빙에서 23 cm 층 길이의 0.30 중량% Bi + 3.0 중량% Pt/ZrO2 1247 (75-150 μm) 4.2 g를 포함하였다. Bi(NO3)3 + PtONO3를 사용하는 단일 고정 공-함침으로부터 촉매를 제조한 후, 350℃에서 3시간 동안 형성 기체 환원을 수행하였다. ZrO2 1247 지지체는 취약성이고, 촉매 합성은 목적하는 지지체 크기 범위에서 물질의 35% 손실을 초래한다. 반응은 반응기에서 125℃ 및 1000 psig로 0.80 mL/분의 초기 속도로 116 sccm 5% O2/95% N2 (2:1 O2/HMF 몰비), 174 sccm 5% O2/95% N2 (3:1 O2/HMF 몰비), 232 sccm 5% O2/95% N2 (4:1 O2/HMF 몰비)로 수행하였다. 60 중량% 디옥산/40 중량% H2O 중 2.0 중량% (0.17M) HMF의 기질. ZrO2 지지체의 짧은 촉매 층 길이로 인해 단지 반응기의 하부 절반만이 가열되었다. 촉매는 실시예 26 촉매보다 높은 활성, 매우 낮은 Pt 침출, 매우 낮은 Bi 침출, 및 매우 낮은 Zr 침출을 나타내었다. 결과는 도 48-50에 제시된다.A fixed-bed oxidation reaction of HMF to FDCA using a Bi/Pt catalyst on a zirconia support was performed in a quarter inch reactor. The catalyst comprised 4.2 g of 0.30 wt % Bi + 3.0 wt % Pt/ZrO 2 1247 (75-150 μm) in a 23 cm bed length in 1/4 inch OD SS tubing. The catalyst was prepared from a single fixed co-impregnation using Bi(NO3) 3 + PtONO 3 followed by forming gas reduction at 350° C. for 3 h. The ZrO 2 1247 support is brittle, and catalyst synthesis results in a 35% loss of material in the desired support size range. The reaction was 116 sccm 5% O 2 /95% N 2 (2:1 O 2 /HMF molar ratio), 174 sccm 5% O 2 /95% N in a reactor at 125° C. and 1000 psig at an initial rate of 0.80 mL/min. 2 (3:1 O 2 /HMF molar ratio), 232 sccm 5% O 2 /95% N 2 (4:1 O 2 /HMF molar ratio). Substrate of 2.0 wt % (0.17 M) HMF in 60 wt % dioxane/40 wt % H 2 O. Only the lower half of the reactor was heated due to the short catalyst bed length of the ZrO 2 support. The catalyst exhibited higher activity than the Example 26 catalyst, very low Pt leaching, very low Bi leaching, and very low Zr leaching. Results are presented in Figures 48-50.

실시예 28Example 28

다양한 고체 지지체 상의 Pt/Bi, Pt/Te 및 Pt/Sn의 성능Performance of Pt/Bi, Pt/Te and Pt/Sn on various solid supports

다양한 탄소, 탄소/ZrO2, TiO2, ZrO2, ZrO2/TiO2, SiC, 및 TiC-SiC 지지체 상의 Pt/Bi, Pt/Te 및 Pt/Sn 촉매를 사용하여 HMF에서 FDCA로의 산화를 수행하였다. Pt/Bi 촉매는 0.30 중량%의 Bi, 0.60 중량%의 Bi, 1.0 중량%의 Bi, 또는 1.5 중량%의 Bi가 로딩된 3 중량%의 Pt를 포함한다. Pt/Bi 촉매를 하기 지지체 상에서 제조하였다: 40 중량%의 ZrO2(분말)을 함유하는 사내 제조된 탄소 5-183A; 및 생 고뱅 노르프로 TiO2 ST31119 (<75 μm) 및 ST61120 (<75 μm). Pt/Te 및 Pt/Sn 촉매는 0.30 중량%의 Te 또는 Sn, 0.60 중량%의 Te 또는 Sn, 1.0 중량%의 Te 또는 Sn, 또는 1.5 중량%의 Te 또는 Sn이 로딩된 3.0 중량%의 Pt를 포함한다. Pt/Te 및 Pt/Sn 촉매를 하기 지지체 상에서 제조하였다: 탄소 5-183 A (<75 μm); 생 고뱅 노르프로 TiO2 ST31119 (<75 μm), ST61120 (<75 μm); 생-고뱅 노르프로 ZrO2 SZ1247 (<75 μm), ZrO2, 40 중량% TiO2 SZ39140 (<75 μm) 함유; 및 SiCat SiC DI0478B (150-250 μm), TiC-SiC 40/60 SD0127B2B (분말). Bi(NO3)3, Te(OH)6, 또는 Sn(옥살레이트)/H2O2/시트르산을 함유하는 Pt(NO3)x의 단일 고정 공-함침으로 촉매를 합성한 후, 350℃에서 3시간 동안 형성 기체 환원을 수행하였다. 10.0 mg의 분말 또는 작은 입자 촉매를 60 중량% 디옥산/40 중량% H2O 중 6.0 중량% (0.50M) HMF의 0.25 mL의 기질과 반응에 사용하였다. 125℃에서 2시간 동안 800 rpm에서 200 psi O2 (RT)에서 반응을 수행하였다. 결과는 도 51-55에 제시된다.Oxidation of HMF to FDCA was performed using Pt/Bi, Pt/Te and Pt/Sn catalysts on various carbon, carbon/ZrO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , ZrO 2 /TiO 2 , SiC, and TiC-SiC supports. did The Pt/Bi catalyst comprises 3 wt% Pt loaded with 0.30 wt% Bi, 0.60 wt% Bi, 1.0 wt% Bi, or 1.5 wt% Bi. A Pt/Bi catalyst was prepared on the following supports: in-house prepared carbon 5-183A containing 40% by weight of ZrO 2 (powder); and Saint-Gobain Norpro TiO 2 ST31119 (<75 μm) and ST61120 (<75 μm). The Pt/Te and Pt/Sn catalysts contain 3.0 wt% Pt loaded with 0.30 wt% Te or Sn, 0.60 wt% Te or Sn, 1.0 wt% Te or Sn, or 1.5 wt% Te or Sn. include Pt/Te and Pt/Sn catalysts were prepared on the following supports: carbon 5-183 A (<75 μm); Saint-Gobain Norpro TiO 2 ST31119 (<75 μm), ST61120 (<75 μm); Saint-Gobain Norpro ZrO 2 SZ1247 (<75 μm), ZrO 2 containing 40 wt% TiO 2 SZ39140 (<75 μm); and SiCat SiC DI0478B (150-250 μm), TiC-SiC 40/60 SD0127B2B (powder). The catalyst was synthesized by a single fixed co-impregnation of Bi(NO 3 ) 3 , Te(OH) 6 , or Pt(NO 3 ) x containing Sn(oxalate)/H 2 O 2 /citric acid, followed by 350 °C Forming gas reduction was performed for 3 hours at 10.0 mg of powder or small particle catalyst was used to react with substrate of 0.25 mL of 6.0 wt % (0.50 M) HMF in 60 wt % dioxane/40 wt % H 2 O. Reactions were performed at 200 psi O 2 (RT) at 800 rpm for 2 hours at 125 °C. Results are presented in Figures 51-55.

실시예 29Example 29

지르코니아 지지체 상의 Bi/Pt와의 고정층 반응Fixed bed reaction with Bi/Pt on zirconia support

지르코니아 지지체 상의 작은 입자 Bi/Pt 촉매를 사용하여 HMF에서 FDCA로의 고정층 산화 반응을 1/4 인치 MCR에서 수행하였다. 촉매는 1.0 중량%의 Bi + 3.0 중량%의 Pt/지르코니아 1247 (75-150 μm)을 포함하였다 (파블로 XRF는 0.92 중량%의 Bi + 2.82 중량%의 Pt임). 촉매는 Bi(NO3)3 + Pt(NO3)x를 사용하는 단일 고정 공-함침 후 공기 중에서 120℃에서 2시간 동안 및 공기 중에서 350℃에서 3시간 동안의 형성 기체 환원으로 제조하였다. 상기 반응물은 상업적 HMF (엔치 인더스트리(Ench Industry))로 시작하여 H2SO4 기재 사내 HMF로 전환시킨 다음, 상업적 HMF (엔치 인더스트리)로 다시 전환시켰다. 반응은 반응기에서 125℃ 및 1000 psig에서 0.50 mL/분으로, 181 sccm 5% O2/95% N2 (2:1 O2/HMF 몰비), 이어서 250 sccm 5% O2/95% N2 (2.8:1 O2/HMF 몰비)로 수행하였다. 촉매는 45 cm의 10.1 g 1.0 중량% Bi + 3.0 중량% Pt/지르코니아 1247 (75-150 μm)을 포함하였다. 60 중량% 디옥산/40 중량% H2O 중 5.0% HMF(엔치 인더스트리)의 기질. 상업적 HMF와 함께, Bi 및 Pt 침출은 둘 다 초기 스파이크 후에 매우 낮았다. H2SO4 기재 사내 HMF는 보다 초기의 Bi 및 Pt 침출을 제공하지만, 상업적인 HMF (엔치인더스트리)보다 더 낮은 Zr 침출을 제공한다. 결과는 도 56-58에 제시된다.A fixed bed oxidation reaction of HMF to FDCA using a small particle Bi/Pt catalyst on a zirconia support was performed in a 1/4 inch MCR. The catalyst comprised 1.0 wt% Bi + 3.0 wt% Pt/Zirconia 1247 (75-150 μm) (Pablo XRF is 0.92 wt% Bi + 2.82 wt% Pt). The catalyst was prepared by a single fixed co-impregnation with Bi(NO 3 ) 3 + Pt(NO 3 ) x followed by forming gas reduction at 120° C. for 2 h in air and at 350° C. for 3 h in air. The reactants were started with commercial HMF (Ench Industry), converted to in-house HMF based on H 2 SO 4 and then converted back to commercial HMF (Ench Industry). The reaction was 181 sccm 5% O 2 /95% N 2 (2:1 O 2 /HMF molar ratio), followed by 250 sccm 5% O 2 /95% N 2 in the reactor at 125° C. and 1000 psig at 0.50 mL/min. (2.8:1 O 2 /HMF molar ratio). The catalyst comprised 45 cm of 10.1 g 1.0 wt % Bi + 3.0 wt % Pt/Zirconia 1247 (75-150 μm). Substrate of 5.0% HMF in 60 wt % dioxane/40 wt % H 2 O (Henchi Industries). With commercial HMF, both Bi and Pt leaching were very low after the initial spike. In-house HMF based on H 2 SO 4 gives earlier Bi and Pt leaching, but lower Zr leaching than commercial HMF (Nchi Industries). The results are presented in Figures 56-58.

실시예 30Example 30

지르코니아/티타니아 지지체 상의 Bi/Pt와의 고정층 반응Fixed bed reaction with Bi/Pt on zirconia/titania support

지르코니아/티타니아 지지체 상의 작은 입자 Bi/Pt 촉매를 사용하여 HMF에서 FDCA로의 고정층 산화 반응을 1/4 인치 MCR에서 수행하였다. 촉매는 40 중량%의 TiO2 39140 (75 내지 150 μm)을 갖는 1.5 중량%의 Bi + 3.0 중량%의 Pt/지르코니아를 포함하였다. 촉매는 Bi(NO3)3 + Pt(NO3)x를 사용하는 단일 고정 공-함침 후에 공기 중에서 2시간 동안 120℃에서 및 공기 중에서 3시간 동안 350℃에서 형성 기체 환원을 수행하여 제조하였다. 촉매 충전 밀도는 탄소 촉매의 충전 밀도의 약 2배이고, 지르코니아 촉매의 충전 밀도의 2/3이다. 반응은 상업적 HMF (엔치 인더스트리)로 반응기에서 125°C 및 1000psig에서 0.50 mL/min에서, 181 sccm 5% O2/95% N2 (2:1 O2/HMF 몰비), 0.50 mL/min에서 250 sccm 5% O2/95% N2 (2.8:1 O2/HMF 몰비), 0.35 mL/min에서 175 sccm 5% O2/95% N2 (2.8:1 O2/HMF 몰비), 이어서 0.50 mL/min에서 250 sccm 5% O2/95% N2 (2.8:1 O2/HMF 몰비)로 수행하였다. 촉매는 46 cm의 7.1 g의 40 중량%의 TiO2 39140 (75 내지 150 μm)을 갖는 1.5 중량%의 Bi + 3.0 중량%의 Pt/지르코니아를 포함하였다. 60 중량%의 디옥산/40 중량%의 H2O 중 5.0 중량%의 HMF (엔치 인더스트리)의 기질. 유출물 중 금속을 유도 결합 플라즈마 질량 분광측정법 (ICP-MS)에 의해 측정하였고, 평균 0.02 ppm Pt, 0.21 ppm Zr이 검출되었고, Bi 및 Ti는 검출되지 않았다. Bi, Pt 및 Ti의 검출가능한 침출은 검출되지 않았고, 매우 낮은 Zr 침출이 검출되었다. 결과는 도 59-60에 제시된다.A fixed bed oxidation reaction of HMF to FDCA using a small particle Bi/Pt catalyst on a zirconia/titania support was performed in a 1/4 inch MCR. The catalyst comprised 1.5 wt% Bi + 3.0 wt% Pt/Zirconia with 40 wt% TiO 2 39140 (75-150 μm). The catalyst was prepared by performing a single fixed co-impregnation with Bi(NO 3 ) 3 + Pt(NO 3 ) x followed by forming gas reduction at 120° C. for 2 h in air and at 350° C. for 3 h in air. The packing density of the catalyst is about twice that of the carbon catalyst and two-thirds that of the zirconia catalyst. Reactions were run at 0.50 mL/min at 125°C and 1000 psig in a reactor with commercial HMF (Henchi Industries), 181 sccm 5% O 2 /95% N 2 (2:1 O 2 /HMF molar ratio) at 0.50 mL/min. 250 sccm 5% O 2 /95% N 2 (2.8:1 O 2 /HMF molar ratio), 175 sccm 5% O 2 /95% N 2 (2.8:1 O 2 /HMF molar ratio) at 0.35 mL/min, then 250 sccm 5% O 2 /95% N 2 (2.8:1 O 2 /HMF molar ratio) at 0.50 mL/min. The catalyst comprised 1.5 wt% Bi with 46 cm 7.1 g 40 wt% TiO 2 39140 (75 to 150 μm) + 3.0 wt% Pt/Zirconia. Substrate of 5.0 wt % HMF (Henchi Industries) in 60 wt % dioxane/40 wt % H 2 O. Metals in the effluent were measured by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), with an average of 0.02 ppm Pt, 0.21 ppm Zr detected, and no Bi and Ti detected. No detectable leaching of Bi, Pt and Ti was detected and very low Zr leaching was detected. Results are presented in Figures 59-60.

실시예 31Example 31

다양한 고체 지지체 상 Pt, Pt/Bi, Pt/Te 및 Pt/Sn의 성능Performance of Pt, Pt/Bi, Pt/Te and Pt/Sn on various solid supports

다양한 고체 지지체 상의 Pt, Pt/Bi, Pt/Te 및 Pt/Sn을 사용하는 HMF에서 FDCA로의 산화. 촉매를 하기 지지체 상에서 제조하였다: 탄소 5-183A (<75 μm), 지르코니아 1247 (<75 μm), SiC (SiCat DI0478B, 150-250 μm); Fe2O3 (베이옥시드 E 아이론 레드, TO-218, 분말), SnO2(K2SnO3 + HNO3로부터 사내 제조됨, 분말). 4종의 백금족 금속 (PGM) 로딩을 사용하였다: 3.0 중량% Pt, 또는 1.0 중량% Bi로 도핑된 3.0 중량% Pt, 1.0 중량% Te 또는 1.0 중량% Sn. Pt(NO3)x, Bi(NO3)3 + Pt(NO3)x, Te(OH)6 + Pt(NO3)x, Sn(옥살레이트)/H2O2 이어서 Pt(NO3)x를 사용하여 알프레드 M2 로딩에 의해 촉매를 합성하였다. 10.0 mg의 분말 또는 작은 입자 촉매를 60 중량% 디옥산/40 중량% H2O 중 6.0 중량% (0.50M) HMF의 0.25 mL의 기질과 반응에 사용하였다. 반응을 125℃에서 2시간 동안 800 rpm에서 200 psi O2 (RT)에서 수행하였다. 결과는 도 61-68에 제시된다.Oxidation of HMF to FDCA using Pt, Pt/Bi, Pt/Te and Pt/Sn on various solid supports. Catalysts were prepared on the following supports: carbon 5-183A (<75 μm), zirconia 1247 (<75 μm), SiC (SiCat DI0478B, 150-250 μm); Fe 2 O 3 (bayoxide E iron red, TO-218, powder), SnO 2 (prepared in-house from K2SnO3 + HNO3, powder). Four platinum group metal (PGM) loadings were used: 3.0 wt% Pt, or 3.0 wt% Pt doped with 1.0 wt% Bi, 1.0 wt% Te or 1.0 wt% Sn. Pt(NO 3 ) x , Bi(NO 3 ) 3 + Pt(NO 3 ) x , Te(OH) 6 + Pt(NO 3 ) x , Sn(oxalate)/H 2 O 2 then Pt(NO 3 ) The catalyst was synthesized by Alfred M2 loading using x . 10.0 mg of powder or small particle catalyst was used to react with substrate of 0.25 mL of 6.0 wt % (0.50 M) HMF in 60 wt % dioxane/40 wt % H 2 O. The reaction was performed at 200 psi O 2 (RT) at 800 rpm for 2 hours at 125 °C. Results are presented in Figures 61-68.

달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 본원에 언급된 모든 특허, 출원, 공개된 출원 및 기타 간행물은 달리 언급되지 않는 한 그 전문이 명백하게 참조로 포함된다. 본원에서 용어에 대한 복수의 정의가 존재하는 경우에는, 달리 언급되지 않으면 본 섹션의 정의가 적용된다.Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the relevant art. All patents, applications, published applications and other publications mentioned herein are expressly incorporated by reference in their entirety unless otherwise indicated. In the event that there are multiple definitions for terms herein, the definitions in this section apply unless stated otherwise.

청구항의 이행 어구 또는 본문부에서 본 명세서에 사용되는 용어 "포함한다" 및 "포함하는"은 개방형 (open-ended)의 의미를 가지는 것으로 해석되어야 한다. 즉, 용어는 어구 "적어도 갖는" 또는 "적어도 포함하는"과 동의어로 해석되어야 한다. 공정의 문맥에서 사용될 때, 용어 "포함하는"은 공정이 언급된 단계를 적어도 포함하지만 추가의 단계를 포함할 수 있음을 의미한다. 화합물 또는 조성물 또는 장치의 문맥에서 사용될 때, 용어 "포함하는"은 화합물 또는 조성물 또는 장치가 인용된 특색 또는 구성요소를 적어도 포함하며, 추가적 특색 또는 구성요소도 또한 포함할 수 있음을 의미한다.The terms "comprises" and "comprising" as used herein in the implementing language or body of the claims are to be interpreted as having an open-ended meaning. That is, the term should be interpreted synonymously with the phrase “having at least” or “comprising at least”. When used in the context of a process, the term “comprising” means that the process includes at least the recited steps but may include additional steps. When used in the context of a compound or composition or device, the term “comprising” means that the compound or composition or device includes at least the recited features or elements, and may also include additional features or elements.

본 개시내용의 바람직한 실시양태가 예시 및 기재되었으나, 본 개시내용의 취지 및 범주로부터 벗어나지 않으면서 그에 대한 다양한 변경이 행해질 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 본원에 개시된 형태는 단지 예시적인 것이고 본 개시내용의 범주를 제한하려는 의도는 아니라는 것을 명백히 이해해야 한다.While preferred embodiments of the present disclosure have been illustrated and described, it will be understood that various changes may be made thereto without departing from the spirit and scope of the present disclosure. Accordingly, it should be clearly understood that the forms disclosed herein are illustrative only and are not intended to limit the scope of the present disclosure.

Claims (141)

2,5-푸란디카르복실산 (FDCA) 및 5-포르밀푸란카르복실산 (FFCA)을 포함하는 FDCA 경로 생성물을, FFCA를 히드록시메틸푸란카르복실산 (HMFCA)으로 환원시키기 위한 반응 혼합물을 형성하는데 충분한 조건 하에 불균질 환원 촉매 및 용매의 존재 하에 수소와 접촉시키고, 정제된 FDCA 경로 생성물을 제조하는 단계
를 포함하며;
여기서 정제된 FDCA 경로 생성물은 FDCA, HMFCA, 10% 몰 불순도 미만의 FFCA, 10% 몰 불순도 미만의 5-메틸-2-푸로산 (MFA), 및 10% 몰 불순도 미만의 테트라히드로푸란-2,5-디카르복실산 (THFDCA)을 포함하고;
용매는 물 및 수혼화성 비양성자성 유기 용매를 포함하는 다성분 용매이고;
불균질 환원 촉매는 고체 지지체 및 Cu, Ni, Co, Pd, Pt, Ru, Ag, Au, Rh, Os, Ir 및 그의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속을 포함하는 것인,
정제된 2,5-푸란디카르복실산 (FDCA) 경로 생성물을 제조하는 방법.
Reaction mixture for reducing FDCA pathway products comprising 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA) and 5-formylfurancarboxylic acid (FFCA) to hydroxymethylfurancarboxylic acid (HMFCA) contacting with hydrogen in the presence of a heterogeneous reduction catalyst and a solvent under conditions sufficient to form a purified FDCA pathway product.
includes;
The FDCA pathway products purified herein include FDCA, HMFCA, FFCA with less than 10% molar impurity, 5-methyl-2-furoic acid (MFA) with less than 10% molar impurity, and tetrahydrofuran with less than 10% molar impurity. -2,5-dicarboxylic acid (THFDCA);
The solvent is a multi-component solvent comprising water and a water-miscible aprotic organic solvent;
Wherein the heterogeneous reduction catalyst comprises a solid support and a metal selected from the group consisting of Cu, Ni, Co, Pd, Pt, Ru, Ag, Au, Rh, Os, Ir and any combination thereof.
A process for producing purified 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA) pathway products.
제1항에 있어서, 정제된 FDCA 경로 생성물이 몰 순도를 기준으로 하여 90% 초과의 FDCA를 포함하는 것인 방법.The method of claim 1 , wherein the purified FDCA pathway product comprises greater than 90% FDCA on a molar purity basis. 제1항에 있어서, 정제된 FDCA 경로 생성물이 몰 순도를 기준으로 하여 5% 미만의 FFCA를 포함하는 것인 방법.The method of claim 1 , wherein the purified FDCA pathway product comprises less than 5% FFCA on a molar purity basis. 제1항에 있어서, 정제된 FDCA 경로 생성물이 몰 순도를 기준으로 하여 5% 미만의 MFA를 포함하는 것인 방법.The method of claim 1 , wherein the purified FDCA pathway product comprises less than 5% MFA on a molar purity basis. 제1항에 있어서, 정제된 FDCA 경로 생성물이 몰 순도를 기준으로 하여 0.9% 미만의 THFDCA를 포함하는 것인 방법.The method of claim 1 , wherein the purified FDCA pathway product comprises less than 0.9% THFDCA on a molar purity basis. 제1항에 있어서, FFCA로부터 환원된 HMFCA의 수율이 25% 초과인 방법.The method of claim 1 wherein the yield of reduced HMFCA from FFCA is greater than 25%. 제1항에 있어서, 고체 지지체가 탄소, 이산화지르코늄, 이산화티타늄, 탄화규소, 이산화규소, Al2O3 및 그의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.The method of claim 1 , wherein the solid support is selected from the group consisting of carbon, zirconium dioxide, titanium dioxide, silicon carbide, silicon dioxide, Al 2 O 3 and any combination thereof. 제1항에 있어서, 불균질 환원 촉매가 촉진제를 추가로 포함하는 것인 방법.The method of claim 1 , wherein the heterogeneous reduction catalyst further comprises a promoter. 제8항에 있어서, 촉진제가 Ti, Zr, Cr, Mo, W, Mn, Ru, Cu, Zn, Sb, Bi, Sn, Au, Ag, Pb, Te, 및 그의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.9. The method of claim 8 wherein the promoter is selected from the group consisting of Ti, Zr, Cr, Mo, W, Mn, Ru, Cu, Zn, Sb, Bi, Sn, Au, Ag, Pb, Te, and any combination thereof. How to be. 제1항에 있어서, 고체 지지체가 200 m2/g 미만의 표면적을 갖는 것인 방법.The method of claim 1 , wherein the solid support has a surface area of less than 200 m 2 /g. 제1항에 있어서, 수혼화성 비양성자성 유기 용매가 테트라히드로푸란, 글림, 디옥산, 디옥솔란, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드, 술폴란, 아세톤, N-메틸-2-피롤리돈 ("NMP"), 메틸 에틸 케톤 ("MEK") 및 감마-발레로락톤으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.The method of claim 1, wherein the water-miscible aprotic organic solvent is tetrahydrofuran, glyme, dioxane, dioxolane, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, sulfolane, acetone, N-methyl-2-pyrrolidone (" NMP"), methyl ethyl ketone ("MEK") and gamma-valerolactone. 제11항에 있어서, 글림이 모노글림 (1,2-디메톡시에탄), 에틸 글림, 디글림 (디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르), 에틸 디글림, 트리글림, 부틸 디글림, 테트라글림 및 폴리글림으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.12. The method of claim 11, wherein the glyme is selected from monoglyme (1,2-dimethoxyethane), ethyl glyme, diglyme (diethylene glycol dimethyl ether), ethyl diglyme, triglyme, butyl diglyme, tetraglyme and polyglyme. A method selected from the group consisting of 제1항에 있어서, 물 및 수혼화성 비양성자성 유기 용매가 1:6 내지 6:1 v/v에 의해 정의되는 범위 내의 물:수혼화성 비양성자성 유기 용매의 비로 존재하는 것인 방법.The method of claim 1 , wherein the water and water-miscible aprotic organic solvent are present in a ratio of water:water-miscible aprotic organic solvent within the range defined by 1:6 to 6:1 v/v. 제1항에 있어서, 불균질 환원 촉매 및 FFCA가 FDCA 경로 생성물 중에 1:0.001 내지 1:1 범위의 불균질 환원 촉매:FFCA의 중량% 비로 존재하는 것인 방법.The process of claim 1 , wherein the heterogeneous reduction catalyst and FFCA are present in a weight percent ratio of heterogeneous reduction catalyst:FFCA ranging from 1:0.001 to 1:1 in the FDCA pathway product. 제1항에 있어서,
(a) 푸란계 산화 기질 및 산화 용매를 포함하는 산화 공급원료를, 푸란계 산화 기질을 FDCA 경로 생성물로 산화시키기 위한 반응 혼합물을 형성하는데 충분한 조건 하에 불균질 산화 촉매의 존재 하에 산소와 접촉시키고, FDCA 경로 생성물을 생성하는 단계
에 의해 FDCA 경로 생성물을 제조하는 것을 추가로 포함하며;
여기서 FDCA 경로 생성물은 FDCA 및 FFCA를 포함하고;
접촉 단계 (a) 동안 반응 혼합물에는 염기가 첨가되지 않고;
불균질 산화 촉매는 고체 지지체 및 귀금속을 포함하고;
불균질 산화 촉매는 복수의 세공, 및 20 m2/g 내지 500 m2/g 범위 또는 이들 사이의 임의의 수의 비표면적을 포함하고;
제1항의 용매 및 산화 용매는 동일한 것인 방법.
According to claim 1,
(a) contacting an oxidation feedstock comprising a furanic oxidation substrate and an oxidation solvent with oxygen in the presence of a heterogeneous oxidation catalyst under conditions sufficient to form a reaction mixture for oxidizing the furanic oxidation substrate to an FDCA pathway product; Generating FDCA pathway products
Further comprising producing an FDCA pathway product by;
wherein the FDCA pathway products include FDCA and FFCA;
No base is added to the reaction mixture during the contacting step (a);
The heterogeneous oxidation catalyst comprises a solid support and a noble metal;
The heterogeneous oxidation catalyst comprises a plurality of pores and a specific surface area ranging from 20 m 2 /g to 500 m 2 /g or any number therebetween;
The method of claim 1 wherein the solvent and the oxidizing solvent are the same.
제15항에 있어서, 푸란계 산화 기질이 5-(히드록시메틸)푸르푸랄 (HMF), 디포르밀푸란 (DFF), 히드록시메틸푸란카르복실산 (HMFCA) 및 포르밀푸란카르복실산 (FFCA)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.16. The method of claim 15, wherein the furanic oxidation substrate is selected from 5-(hydroxymethyl)furfural (HMF), diformylfuran (DFF), hydroxymethylfurancarboxylic acid (HMFCA) and formylfurancarboxylic acid ( A method selected from the group consisting of FFCA). 제15항에 있어서, 산화 공급원료가 푸란계 산화 기질을 적어도 5 중량%의 농도로 포함하는 것인 방법.16. The method of claim 15, wherein the oxidation feedstock comprises a furanic oxidation substrate in a concentration of at least 5% by weight. 제17항에 있어서, 푸란계 산화 기질이 산화 공급원료 중에 적어도 10 중량%의 농도로 존재하는 것인 방법.18. The method of claim 17, wherein the furanic oxidizing substrate is present in a concentration of at least 10% by weight in the oxidizing feedstock. 제15항에 있어서, 제2 산화 단계를 추가로 포함하며,
여기서 제2 산화 단계는,
(b) 제2 푸란계 산화 기질 및 제2 산화 용매를 포함하는 제2 산화 공급원료를, 제2 푸란계 산화 기질을 산화시켜 제2 FDCA 경로 생성물을 생성하기 위한 제2 반응 혼합물을 형성하는데 충분한 조건 하에 제2 불균질 산화 촉매의 존재 하에 산소와 접촉시키고, 제2 FDCA 경로 생성물을 생성하는 단계
를 포함하고;
여기서 제2 FDCA 경로 생성물은 FDCA 및 FFCA를 포함하고;
(제1) 접촉 단계 (a)는 FDCA 경로 중간체 화합물인 제1 FDCA 경로 생성물을 단독으로 또는 FDCA와 함께 생성하고;
제2 푸란계 산화 기질은 제1 FDCA 경로 생성물이고;
(제2) 접촉 단계 (b) 동안 제2 반응 혼합물에는 염기가 첨가되지 않고;
제2 불균질 산화 촉매는 제2 고체 지지체 및 제2 귀금속을 포함하는 것인 방법.
16. The method of claim 15, further comprising a second oxidation step,
Here, in the second oxidation step,
(b) a second oxidation feedstock comprising a second furanic oxidation substrate and a second oxidation solvent sufficient to form a second reaction mixture for oxidizing the second furanic oxidation substrate to produce a second FDCA pathway product; contacting with oxygen in the presence of a second heterogeneous oxidation catalyst under conditions and producing a second FDCA pathway product.
contains;
wherein the second FDCA pathway product comprises FDCA and FFCA;
(first) contacting step (a) produces a first FDCA pathway product that is an FDCA pathway intermediate compound alone or together with FDCA;
The second furanic oxidation substrate is the first FDCA pathway product;
(second) no base is added to the second reaction mixture during the contacting step (b);
wherein the second heterogeneous oxidation catalyst comprises a second solid support and a second noble metal.
제1항에 있어서, 정제된 FDCA 생성물을 결정화하여 99% 초과의 몰 순도를 갖는 FDCA를 제조하는 것을 추가로 포함하는 방법.The method of claim 1 , further comprising crystallizing the purified FDCA product to produce FDCA having a molar purity greater than 99%. 제1항에 있어서, 150℃ 이하의 온도에서 수행되는 것인 방법.The method of claim 1 , which is performed at a temperature of 150° C. or less. FDCA, HMFCA, 10% 몰 불순도 미만의 FFCA, 10% 몰 불순도 미만의 5-메틸-2-푸로산 (MFA), 및 10% 몰 불순도 미만의 테트라히드로푸란-2,5-디카르복실산 (THFDCA)을 포함하는 정제된 2,5-푸란디카르복실산 (FDCA) 경로 생성물;
고체 지지체 및 Cu, Ni, Pd, Pt, Ru, Ag, Au, Rh, Os, Ir 및 그의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 포함하는 불균질 환원 촉매; 및
물 및 수혼화성 비양성자성 유기 용매를 포함하는 다성분 용매
를 포함하는 혼합물.
FDCA, HMFCA, FFCA less than 10% molar impurity, 5-methyl-2-furoic acid (MFA) less than 10% molar impurity, and tetrahydrofuran-2,5-dicar less than 10% molar impurity Purified 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA) pathway products including carboxylic acid (THFDCA);
a heterogeneous reduction catalyst comprising a solid support and a metal selected from the group consisting of Cu, Ni, Pd, Pt, Ru, Ag, Au, Rh, Os, Ir, and any combination thereof; and
Multi-component solvents including water and water-miscible aprotic organic solvents
A mixture containing
제22항에 있어서, 수소를 추가로 포함하는 혼합물.23. The mixture of claim 22 further comprising hydrogen. 제22항에 있어서, 정제된 FDCA 경로 생성물이 10% 몰 불순도 미만의 2,5-디포르밀푸란 (DFF)을 포함하는 것인 혼합물.23. The mixture of claim 22, wherein the purified FDCA pathway product comprises less than 10% molar impurity of 2,5-diformylfuran (DFF). 제22항에 있어서, FFCA 및 FDCA가 다성분 용매에 적어도 부분적으로 용해되는 것인 혼합물.23. The mixture of claim 22, wherein FFCA and FDCA are at least partially soluble in the multi-component solvent. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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